潔淨能源-燃料電池 （Fuel Cell）.

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1 潔淨能源-燃料電池 （Fuel Cell）

2 地球的危機 石化燃料經過燃燒後產生之廢氣，會導致「溫室效應」讓我們面臨嚴雋的考驗 地球的石油存量正快速消耗中，全球能源 頗有面臨枯竭之憂

3 「溫室效應」的原因

4 二氧化碳是地球暖化的主因 四種溫室氣體對地球暖化的貢獻

5 保護地球氣候43屆聯合國大會決議(1988年3月) 索非亞協定(1988年11月) 海牙宣言(1989年3月) 赫爾辛基宣言(1989年5月) 那德威克宣言(1989年9月) 里約宣言(FCCC)：1992年6月 主要在管制二氧化碳之排放。 京都議定書(Kyoto Protocol)：1997年12月 簽署了一項具有法律約束力的「京都議定書」， 以規範工業國家未來溫室氣體減量目標及時程。

6 京都議定書（KP）主要內容 減量時程與目標 制定「共同執行」、「清潔發展機制」、及「排放交易」等三種彈性機制

7 原油即將耗盡的疑慮 全球原油已探明儲量分析

8 原油價格 屢創新高

9 你能想到的替代能源？？？ 水力和風力發電有地形上的限制。 太陽能發電在能量的轉換效率上尚待突破 核能發電有核廢料處置上的問題
且上述均為集中式的發電系統，若經過長程的電力傳輸也會造成大量的電力損耗

10 明日之星---燃料電池 低污染 無噪音 免充電 高效率 壽命長 適用範圍廣 可以分散式供電

11 燃料電池的發展史

12 燃料電池的發電原理

13 運作原理與構造 燃料電池是一種能源直接轉換裝置，能將含能的燃料（如氫氣、甲醇）及氧化劑（空氣、氧氣）直接經電化學反應方式藉由氫氣與氧氣結合成水，讓化學能能夠直接轉變為電能。 氫氣 + 氧氣 → 電力 + 水 電池含有陰陽兩個電極，分別充滿電解液， 兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。

14 運作原理與構造

15 運作原理與構造

16 種類 鹼性燃料電池(AFC) 質子交換膜燃料電池(PEFC) 直接甲醇燃料電池(DMFC) 磷酸燃料電池(PAFC)
熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC) 固態氧化物燃料電池(SOFC)

17 鹼性燃料電池

18 質子交換膜燃料電池

19 直接甲醇燃料電池

20 磷酸燃料電池

21 熔融碳酸鹽燃料電池

22 固態氧化物燃料電池

23 各種燃料電池的特性(一) 電池種類 鹼 性 (AFC) 質子交換膜 (PEFC) 磷 酸 (PAFC) 熔融碳酸鹽 (MCFC) 固態氧化物
(SOFC) 電解質 KOH 含氟質子交換膜 H3PO4 Li2CO3-K2CO3 ZrO2 陽極 C(含Pt) Ni(含Cr，Al) 金屬(Ni，Zr) 陰極 C(含觸煤) C(含Pt)、鉑黑 NiO 金屬氧化物如LaMnO4 流動離子 OH- H+ CO32- O2- 操作溫度 室溫~100℃ 室溫~80℃ 180~200℃ ~650℃ ~1000℃ 操作壓力 <60psia <30psia <120psia 常壓

24 各種燃料電池的特性(二) 電池 種類 鹼 性 (AFC) 質子交換膜 (PEFC) 磷 酸 (PAFC) 熔融碳酸鹽 (MCFC)
固態氧化物 (SOFC) 可用 燃料 精煉氫氣 電解副產氫氣 天然氣、甲醇 汽油 輕油 石油、煤碳 池體 材料 合成樹脂 石墨 鎳、不鏽鋼 陶瓷 特 性 1.需使用高純度 氫氣做為燃料 2.低腐蝕性及低溫 較易選擇材料 1.功率密度高， 體積小，重量輕 ， 較易選擇材料 1.進氣中CO會 導致觸媒中毒 2.廢熱可予利用 1.不受進氣CO 影響 2.反應時需循環使用 CO2 3.廢熱可利用 1.不受進氣CO影響 2.高溫反應，不需依 賴觸煤的特殊作用 優 點 1.啟動快 2.室溫常壓下工作 1.壽命長 2.可用空氣作氧化劑 3.室溫工作 4.功率大 5.啟動迅速 6.輸出功率可隨意調整 1.對CO2不敏感 1.可用空氣作氧化劑 2.可用天然氣或甲烷 作燃料

25 各種燃料電池的特性(三) 電池種類 鹼 性 (AFC) 質子交換膜 (PEFC) 磷 酸 (PAFC) 熔融碳酸鹽 (MCFC) 固態氧化物
(SOFC) 缺 點 1.需以純氧作 氧化劑 2.成本高 1.對CO非常敏感 2.反應物需要 加濕 1.對CO敏感 2.工作溫度高 3.成本高 4.低于峰值功率 輸出時性能 下降 工作溫度較高 工作溫度過高 電池內重組 可能性 不可能 可能 非常可能 系統效率 40% 50% 用 途 太空船 潛水艇 小型發電機組 分散型發電 移動式電源 運輸工具之電源 汽電共生 離島地區發電 取代大規模火力 發電 取代中規模火力

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27 燃料電池的應用 分散式發電系統：緊急備用發電機、住宅用熱電共生系統、UPS 運輸工具：汽車及巴士 可攜式電源：NB、手機 太空與軍事

28 燃料電池的應用

29 燃料電池的應用

30 住宅用熱電共生系統

31 運輸工具

32 燃料電池-自動車

33 可攜式電源

34 燃料電池對世界的改變

35 2010的未來世界

36 參考資料 台灣燃料電池資訊網http://www.tfci.org.tw/index.asp
元智大學燃料電池中心 燃料電池自動車（FCV）と水素エネルギーの最新情報と未来がわかる 先端科學 日本ガス協会