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汽車新技術探討 - 燃料電池

汽車新技術探討 - 燃料電池. 班級 ：車輛三甲 學號： 49915055 姓名：洪瑋志 指導老師：吳宗霖. 前言. 近幾年來，由於 燃料電池（ Fuel Cell ） 技術創新突破，再加上環保問題、能源不足等多重壓力下，國際間政府、汽車、電力、能源產業等單位，漸漸重視燃料電池科技發展，而國內也處於相同情況。. 燃料電池的演進.

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汽車新技術探討 - 燃料電池

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Presentation Transcript

  1. 汽車新技術探討-燃料電池 班級：車輛三甲 學號：49915055 姓名：洪瑋志 指導老師：吳宗霖

  2. 前言 • 近幾年來，由於燃料電池（Fuel Cell）技術創新突破，再加上環保問題、能源不足等多重壓力下，國際間政府、汽車、電力、能源產業等單位，漸漸重視燃料電池科技發展，而國內也處於相同情況。

  3. 燃料電池的演進 燃料電池（fuel cell）是一種將燃料的化學能，透過電化學反應直接轉換成電能的裝置。該系統是使用稀釋的硫酸當做液態電解質，成功地產生電能。經過不斷的研究，能司特在一八九九年，首度發現固態電解質的導電行為。而第一個陶瓷型燃料電池則在一九三七年，由鮑爾與葡來司首先示範成功。

  4. 理論探討

  5. 燃料電池的種類 • 以燃料電池之電解質（electrolyte）來區分，它可分為五種。 （1）鹼性燃料電池（Alkaline Fuel Cell, AFC） （2）質子交換膜燃料電池（PolymerElectrolyteFuel Cell, PEFC; Solid PolymerElectrolyte Fuel Cell, SPEFC; 或ProtonExchange Membrane Fuel Cell, PEMFC ）

  6. （3）磷酸燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC） （4）熔融碳酸鹽燃料電池（MoltenCarbonateFuel Cell, MCFC） （5）固態氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）

  7. 以溫度分類 ，可分為三種 高溫型、中溫型、低溫型。 低溫型 ─ PEMFC(80-100oC) AFC(60-220oC) PAFC(180-200oC) 中溫型 ─ MCFC(650oC) 高溫型 ─ SOFC(1200oC)

  8. 質子交換膜燃料電池工作原理 質子交換膜型﹝PEMFC﹞其反應式如下： • 陽極H2 + → 2H + 2e- • 陰極 1/2 O2 + 2H+ + 2e- → H2O • 全反應 1/2 O2 + H2 → H2O 質子交換膜型﹝PEMFC﹞燃料電池為了加速電極的反應，電極中通常會加入催化劑如鉑﹝白金﹞，但由於PEMFC內需含水分，所以操作溫度必須控制在100℃以下，此時鉑容易產生不完全反應並製造出一氧化碳﹝CO﹞，進而失去催化的效果，因此多加入銠或銥等貴金屬於鉑之中，如此一來成本就向上攀升。

  9. 再生氫氧燃料電池工作原理 再生氫氧燃料電池將水電解技術(電能+2H2O→2H2+O2)與氫氧燃料電池技術(2H2+O2→H20+電能)相結合 ,氫氧燃料電池的燃料 H2、氧化劑O2可通過水電解過程得以「再生」, 起到蓄能作用。可以用作空間站電源。

  10. 固態氧化物燃料電池工作原理 掌握LSM陰極，Ni-YSZ陽極及高溫密封材料的制備工藝。開發出中溫SOFC用大面積Ni-YSZ 多孔陽極基膜和負載YSZ 緻密膜以及電極-膜三合一的制備工藝，制備的負載YSZ 緻密膜厚度小於10μm。中溫SOFC在800℃時的功率密度達到0.15W/cm2。目前正在進行千瓦級電池組的開發。

  11. 熔融碳酸鹽燃料電池工作原理 熔融碳酸鹽燃料電池是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池。其電解質是熔融態碳酸鹽。反應原理示意圖如下：陰 極： O2 + 2CO2 + 4e - →2CO32-陽 極： 2H2 + 2CO32- → 2CO2 + 2H2O + 4e–總反應： O2 ＋ 2H2 → 2H2O

  12. 結論 • 燃料電池所使用的氫可取自天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生能源。燃料來源的多樣化有利於能源供應安全和利用現有的交通基礎設施(如加油站等)。 • 從能源或環保的角度來看，燃料電池在未來都具有舉足輕重的地位，因此燃料電池相當值得關心。

  13. 參考資料 • http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%87%83%E6%96%99%E9%9B%BB%E6%B1%A0 • http://www.tfci.org.tw/caseinfo/report.asp • http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1005022305730 • http://www.epochtimes.com/b5/6/12/4/n1544048.htm • http://www.che.yuntech.edu.tw/Functional%20polymer%20La/fuel%20cell%20good%20point.htm

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