燃料電池

燃料電池依用途可分成二種，(一)、使用甲醇作為燃料發電的直接甲醇型燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell；DMFC)，(二)、使用氫作為燃料發電的質子交換膜 ... 首頁 新聞 研究報告 財經百科 全部 研究報告 新聞 財經百科 MoneyDJ理財網財經知識庫財經百科首頁熱門詞條百科內文 收藏| 主題| 編輯 燃料電池 回應(0) 人氣(85763) 收藏(1) syao 管理者 訊息 名片 燃料電池(fuelcell)是一種化學電池，以氫氣為來源，排放物為水，因此又被稱為是真正的清潔能源，完全適應未來對碳排放標準的嚴格要求，簡單說，它是利用水的電解的逆反應來發電，工作時向負極供給燃料(氫)，向正極供給氧化劑(空氣)，氫在負極分解成正離子和電子，氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極，用電的負載就接在外部電路中。

在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水，利用這原理，燃料電池便是在工作時源源不斷的向外部輸電，它與鋰電池不同之處，在於本身正、負極材料不包含活性物質，只是起催化轉換作用。

早期的燃料電池原料是直接使用純氫(Hydrogen)，而助燃物則為純氧(Oxygen)，現在陸續發展出來的原料可分為氫氣、甲醇、乙醇、天然氣或其他碳氫化合物，而助燃物也可直接採用含氧的空氣。

                              (圖)來源:國聯證券   燃料電池依照電解質的不同，可分為(1)鹼性燃料電池(Alkalinefuelcell,AFC)；(2)熔融碳酸鹽燃料電池(Moltencarbonatefuelcell,MCFC)；(3)磷酸燃料電池(Phosphoricacidfuelcell,PAFC)；(4)質子交換膜燃料電池(Protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)；(5)固態氧化物燃料電池(Solidoxidefuelcell,SOFC)等五種形式，AFC一般用於人工衛星上，操作時所需溫度並不高，轉換效率好，可使用之觸媒種類多價格又便宜，但缺點為電解質必須是液態，燃料也必須是高純度的氫才可以；PEFC適合應用於汽車動力來源，缺點是觸媒所需的白金價格昂貴，成本居高不下，而PAFC同樣也面臨白金價格昂貴問題；SOFC其電解質為氧化鋯，因含有少量的氧化鈣與氧化釔，穩定度較高，不需要觸媒，其操作溫度約1000℃，廢熱可回收再利用，因此使用於中規模發電機組；MCFC其電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等鹼性碳酸鹽，操作溫度約為600至700℃，因溫度相當高，廢熱可回收再使用，其發電效率高者可達75到80%，適合使用於中央集中型發電廠。

以下分別為操作原理及電化學反應式比較：  資料來源:台灣燃料電池資訊網   燃料電池可透過小型化的技術將其應用在一般消費型的電子產品，如筆電、手機、數位相機等，目前的趨勢著重在電動車的應用上，近年來，全球所關切的油源枯竭、二氧化碳排放議題倍受爭議，許多國家不斷尋找新的替代綠能，在面對政府越趨嚴格的廢氣排放管制、石油短缺步步進逼的預期，以及溫室氣體可能引發的全球暖化災變下，汽車業界與各國政府於過去10年間，已投下數百億美元，催生潔淨又能有效推進的動力技術，期能取代內燃機引擎。

由於燃料電池是使用外來的燃料作為能量的來源，因此不會有電力衰竭與需要充電的問題，又可減少對石油的依賴，減少污染排放，符合真正的環保。

氫燃料電池直接將化學能轉化為電能，效率可達到70%以上，為傳統汽油車的2.4倍，更遠高於油電混合動力車，加上燃料電池反應物為水，完全零污染、高度可靠性、低噪音、免充電等等，目前世界著名汽車製造商如奔馳、通用、本田、豐田等都紛紛加大對燃料電池車的研發力度，並制定相應的生產和投放市場計劃。

  缺點方面，高成本和配套設施建設是兩大障點，由於使用成本居高不下，造成啟動速度與內燃機引擎還有差距，加上材料無法直接利用，以及儲氫技術的制約和氫燃料基礎建設不足，仍需待國家政策、產業鏈條、基礎設施建設等多方面的準備，並及時制定完善的行業標準和規範。

燃料電池依用途可分成二種，(一)、使用甲醇作為燃料發電的直接甲醇型燃料電池(DirectMethanolFuelCell；DMFC)，(二)、使用氫作為燃料發電的質子交換膜燃料電池(ProtonExchangeMembraneFuelCell；PEMFC/PEFC)。

DMFC的結構簡單，易小型化，但輸出密度低；PEFC輸出密度高，卻難以小型化。

由於燃料電池在價格上一直無法有效降低，使市場規模仍遠不及鋰電池，過去10年來，以可攜式產品用燃料電池所進行研發的電池業者，皆將燃料電池研發目標設定在取代鋰電池，忽略與現有鋰電池併用的好處，導致達成門檻高，實用化時程一再延遲，不過，2009年有了新的突破，首先由日本東芝(Toshiba)於2009年4月發表一款自家可攜式電子產品，採用與鋰電池併用的作法，降低燃料電池實用化的門檻，使用時間較一般鋰電池延長2倍之多，即使在無法充電的環境下，也不用擔心斷電問題，只要補充燃料即可立即啟動，省卻攜帶備用電池的麻煩，而被視為燃料電池缺點的低輸出密度問題，則可藉由鋰電池來互補，其他如Sony、Panasonic、Sharp等日系業者也紛紛跟進，加上國際民用航空組織宣布自2009年起允許氫燃料攜帶上飛機，因此2009年將成為可攜式電子產品用燃料電池實用化元年。

美國MTIMicroFuelCellsInc.(MTI)推出的燃料電池—Mobion，採用與鋰電池併用的作法，最早發表於2006年8月，特色在可將燃料甲醇與氧反應所生成的水重複使用，因此，無需原本用來供水的液化裝置，有利小型化發展。

相較於東芝將燃料電池實用化發展目標放在可攜式電子產品，MTI選擇從適用可攜式電子產品的外接式充電器市場開始，先將Mobion定位在通用外接式充電器，因此，只要透過USB連接埠，即可將電力供給至手機、DSC等任何一種可攜式電子產品，可免去攜帶各種充電器的麻煩，亦無需擔心沒電問題。

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