16231柴油引擎發電機組.doc.doc

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1、(一)21世紀明星產業燃料電池大家或許曾經聽過「燃料電池」這個名詞，但對於這種能源技術可能又不甚了解。從政經、能源、環保、社會、科技產業發展，及生活品質提昇等角度考量，燃料電池（FuelCell）科技是值得國內產、官、學界長期投入發展的新興科技領域。燃料電池為高效率、潔淨、多元化能源使用，可應用於車輛動力、分散式發電、3C資訊產品電源等商業產品。其多元化研發領域及應用產品，將提供部份產業轉型成為知識密集、永續環保的綠色科技產業。燃料電池是什麼由於能源與環境的雙重壓力「燃料電池」這種新型態能源技術的開發與應用，已經受到各國政府的重視與支持。從政經、能源、環保、社會、科技產業發展，及生活品質

2、提昇等角度考量，燃料電池（FuelCell）科技是值得國內產、官、學界長期投入發展的新興科技領域。燃料電池為高效率、潔淨、多元化能源使用，可應用於車輛動力、分散式發電、3C資訊產品電源等商業產品。其多元化研發領域及應用產品，將提供部份產業轉型成為知識密集、永續環保的綠色科技產業。燃料電池成本昂貴燃料電池並不是未來技術，由於成本昂貴，近三十年多應用在航太方面，提供電力、水、熱來源。然而近幾年來技術上革命性的突破及環保意識抬頭的影響下，更進一步研究將燃料電池技術應用於地面上，希望能繼水力、火力、核能之後，成為第四種主要的電力來源。燃料電池的特色燃料電池具有零污染、高效率、低噪音、低振動，以及

3、起動快、壽命長等諸多優點，適合做為取代高污染與低效率的傳統汽、柴油引擎的選擇，燃料電池並不是未來技術，由於成本昂貴，近三十年多應用在航太方面，提供電力、水、熱來源。然而近幾年來技術上革命性的突破及環保意識抬頭的影響下，更進一步研究將燃料電池技術應用於地面上，希望能繼水力、火力、核能之後，成為第四種主要的電力來源。近年來也成為美、日、歐等國爭相研發的重點科技，也成為這些國家獎勵與推廣的產品。由於近年來燃料電池的技術突飛猛進，相關材料及零組件的成本亦持續下降，使燃料電池的商業化可能性大為提高。目前發展中的五種燃料電池燃料電池的構造與一般電池相似，由陰極、陽極以及夾在它們中間的電解質層所組成。

4、圖一為一個燃料電池單體，將這一個個電池單體堆疊組合在一起，就成為一個燃料電池。目前發展中的燃料電池，可依所使用電解質層的不同，分為鹼性（Alkaline，簡稱AFC）、質子交換膜（ProtonExchangeMembrane，簡稱PEMFC）、磷酸（PhosphoricAcid，簡稱PAFC）、熔融碳酸鹽（MoltenCarbonate，簡稱MCFC），以及固態氧化物（SolidOxide，簡稱SOFC）等五種。這五種燃料電池，因為所使用的電極與電解質料的不同，再加上不一樣的操作條件如溫度、壓力等，使得在應用上亦有所不同。燃料電池是什麼目前發展中的五種燃料電池兼顧環保與效率的綠色發電工具

5、雖然目前燃料電池仍然是利用一般化石能源，如煤碳、石油、天然氣等，或是含有氫分子的再生能源，如沼氣、甲醇等作為進料，但是與同樣利用這些能源的火力發電方式有所不同，因為後者必須經過燃燒及各種層層能量轉換程序，最後才轉變成為方便使用的電力，故此燃料電池發電效率高，同時亦不會帶來因為燃燒而造成的空氣污染，以及發電機經由齒輪傳動而產生的噪音，所以燃料電池常被認為是一種兼顧環保與效率的綠色發電工具。傳統車與電動車隨著科技的日新月益日，和人們環保意識的不斷增強，電動車是目前市面上可見的、有機會取代傳統汽、機車的新型交通工具。傳統車輛的動力來源是汽油或柴油引擎，除引擎本體之外，還需要有油箱、油泵、濾油器

6、、空氣濾清器、化油器、噴嘴與點火裝置等組件，同時排氣管裝有消音器與觸媒轉化器，而且水冷式引擎還需要冷卻水系統，相較之下電動車的動力系統顯得較為單純。目前市面上常見的電動車，其動力系統分為兩種，一種是採用採用鉛酸電池、鎳氫或鋰電池等蓄電池系統的電動車，主要的動力組件是電池組、充電器、電力控制器與馬達等，因此動力系統較為簡單。另外還有以燃料電池（使用最廣的是氫-空氣或氫-氧氣型燃料電池）為動力系統的電動車。燃料電池引擎系統使用燃料電池的電動車，是將電池組、儲氫罐、馬達與其他相關組件加以整合，便可組成燃料電池引擎系統，以做為燃料電池電動車的動力來源。這種系統可分為水冷式與氣冷式兩種，水冷式動力

7、系統能源效率較高，但較為複雜，適合應用於較大型的汽、機車中。水冷式動力系統能源效率較低，但結構單純，適合裝設於小型的自行車與代步車中。不同類型的燃料、電解液、工作溫度以及補充燃料的方法不同，如直接或間接加燃料方法，導致了不同的燃料電池，如：酸燃料電池、鹹燃料電池、熔態碳化燃料電池、固態氫化燃料電池、固態聚合燃料電池、直接甲醇燃料電池等。由於燃料電池組的反應物需要由外界供應，所以要有提供氫氣與空氣的系統，同時要裝設電池組冷卻系統，因此