燃料电池的工作原理.pptx

光電效應192023年，二十六歲愛因斯坦共發表了四篇在物理學各領域中最富有創造性偉大論文。《分子體積新測定方法》(有關布朗運動)一文使他獲得蘇黎世大學哲學博士學位，而《關於光產生和轉化一個啟發性觀點》(有關光電效應)一文更使他於192023年獲得諾貝爾物理學獎。?太陽能電池板恰好是應用光電效應原理於電力生產上。陽光照射到金屬表面上時，部份光子會擊中金屬原子，光子部份能量轉化為提升原子外層電子位能，使該電子從原子中遊離出來，另一部份能量則轉化為該電子從原子中飛脫出來動能。遊離出來電子含有負電場，在導體之內形成負電壓，故此會流向電位相對較高(又即負值較低)區域，若能夠適當地將之加以調控，即能够做成供人類應用電能。羅烜裕2023/10/15第1页

太陽能發電原理太陽能電池是改採半導體產生PN結來獲得電位。當半導體受到太陽光照射時，大量自由電子伴隨而生，而此電子移動又產生了電流，也就是在PN結處產生電位差。羅烜裕2023/10/15第2页

NASA太陽能動力飛機羅烜裕2023/10/15第3页

日本太陽能咖啡屋羅烜裕2023/10/15第4页

燃料電池燃料電池原理是於1839年由英國法律學家和業餘物理學家威廉格羅夫（WilliamGrove）發現。他當時利用四個載有氫氣和氧氣巨型電池，成功製造電力。羅烜裕2023/10/15第5页

燃料電池燃料電池是以氣態燃料如氧氣與氫氣或甲烷氣藉氧化還原反應，將化學能轉變成電能。此種電池只要燃料源源不斷送入電池槽中，不會有電力中斷或是電池必須更換疑慮。燃料電池發電效率高達75%，比傳統火力發電更節省燃料(火力發電效率約35%)。以氫氣和氧氣作為燃料氫-氧燃料電池，可作為太空船能源。氫氣在陽極被氧化，氧氣在陰極被還原，最後生成水，不會造成環境污染。羅烜裕2023/10/15第6页

發電原理燃料電池是由具滲透性膜構成，在膜一側供給氫，另一側供給氧。氫原子含有一個質子及一個電子，質子被氧吸引到膜另一邊以形成水分子，電子仍留在原地，造成帶正電質子及帶負電電子各在膜一側，經由外接電路形成電流。這個電化學現象原理，羅烜裕2023/10/15第7页

氫來源燃料電池技術發展主要瓶頸是氫來源。氧可取自空氣且儲存方便，但儲存純氫是困難且危險。所以研究發展出將甲醇、乙醇(酒精)，或天然氣轉化(reform)成氫技術。但利用這些原料問題，首在缺乏供應系統，若與当前廣佈之汽油管線、運輸系統、及加油站相比，則困難立現。這也是未來消費者購買燃料電池電動車主要顧慮。反言之，缺乏足夠顧客群，使建立新燃料供應系統更如空中樓閣，更遑論來自石油工業界壓力。1997年10月，美國能源部及亞瑟理特企业，共同宣佈該企业發展出由汽油提煉氫技術。與傳統汽車引擎相比，此技術可由等量汽油中，獲得高兩倍能量，但僅產生1/10污染。這個發展完全防止了燃料供應系統問題。能源部預期利用此技術製造汽車將在202023年出現在公路上。即使一切成真，關心環境人希望利用汽油產氫只是一個過渡技術，更理想是以酒精取代汽油。酒精可自植物(如玉米)製成，使用後變成水及二氧化碳，再被植物吸收，完全無污染，也所以降低石油使用量及石油工業污染。羅烜裕2023/10/15第8页