某些燃料電池雖亦排放二氧化碳,但其含量遠低於汽油之排放量(約其1/6)。 燃料電池發電設備產生1000仟瓦-小時的電能,排放之污染性氣體少於1盎斯;而傳統燃油發電機則會產生25磅重的污染物。 因此,燃料電池不僅可改善空氣污染的情況,甚可能許給人類未來一片潔淨的天空。 交通運輸所有的汽車主要大廠均在發展燃料電池車輛(Fuel Cell Vehicle),有的已進入試產階段。
示範車型包括本田的FCX Clarity(英語:FCHV-ADV),豐田的FCHV-ADV(英語:FCHV-ADV),梅賽德斯-奔馳的F-CELL(英語:F-CELL)。 [46]在2011年6月的示範FCEVs行駛超過了4,800,000公里(3,000,000英里)的里程,重新加注燃料超過27,000次[47]。 氫氧燃料電池缺點 示範燃料電池車已經能夠「在重新加燃料之間的續駛里程超過400公里(250英里)」。 它們可以在小於5分鐘的時間內完成重新加燃料[48]。
氫氧燃料電池缺點: 技術特色
1807年Isaac 氫氧燃料電池缺點2023 de Rivas製造了首輛氫內燃車。 寶馬的氫能車以三百公里每小時創下了氫能車的最高速記錄。 該轉子引擎反覆轉動,故氫從開口在引擎內的不同部分燃燒,減少突然爆炸這個氫燃料活塞引擎的問題。 首先,氫的密度很低,就算燃料以液態形式儲存在低溫瓶或壓縮氣體瓶,在那些空間能夠儲存的能量十分有限,而氫能車比起其他汽車就十分受限。
有許多不同類型的固定式燃料電池,所以效率而異,但多數40%至60%的能源效率。 [29]然而,當燃料電池餘熱用於熱電聯產系統中熱建築時這種效率可以增加到85%。 [29]這是明顯比傳統的煤電廠,是只有約三分之一的能源效益效率更高。
氫氧燃料電池缺點: 研發設備
時至今日,全世界只有 337 個加氫站,其中大部分在德國和日本。 儘管現下已經顯示現有的 CNG 基礎設施可用於運輸和儲存氫氣,但這對於必須使用非常清潔的氫氣來運作的燃料電池來說並不是一個好的解決方案。 燃料電池車輛的工作原理有點像內燃機,不同之處在於該系統不會燃燒從加壓罐中吸取的氫氣,而是將氫氣與氧氣融合以產生電能,為引擎提供動力。 PEM (高分子電解質膜) 氫氧燃料電池缺點 燃料電池是由膜隔開的多組薄板組成,其中便會發生這個融合過程。 2013年,大眾汽車Rudolf Krebs說:無論汽車設計如何優良,整體效率仍然受制於物理定律,最高效率的車輛推動方式是電能,氫推動車輛只有當以能量來源是潔淨能源才有意義,但潔淨能源轉為氫時效率只得40%! 然後再花耗能源以高壓把氫存入儲存器皿,之後,以燃料電池以氫產生電力的過程又再加添一些能量損耗,整體能量效率只得30%到40%之間。
可彈性設置/用途廣燃料電池的迷人之處在於其多樣風貌。 利用黃光微影技術可製作微型化的燃料電池;利用模組式堆疊配置可將供電量放大至所欲的輸出功率。 單一發電元所產生的電壓約為0.7伏特,剛好能點亮一只燈。 將發電元予以串接,便構成燃料電池組,其電壓則增加為0.7伏特乘以串聯的發電元個數。
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若有20%的車輛採用燃料電池來驅動,每日便可省下120萬桶油。 鋰電池對環境的破壞主要出自原料「鋰」的提煉過程,其主要生產法之一「熔鹽電解法」會產生氯氣;鋰電池本身的回收經濟價值也不高,其含有的鉛、鉻也具有不小的生態毒性(ecotoxicity)。 加上 Tesla 在台供應鏈曝光走俏、 立委想為台灣燃料電池業與日本氫氣車牽線 等產業面訊息傳出,一時間綠能車也成了台灣的熱門產業話題之一。 為了提高電池組性能與散熱,發展出3D流道設計概念等特色。 氫燃料電池初期著力於工業餘氫去化相關應用,讓企業對氫燃料電池更有信心,藉由長時間研發與示範,也讓民眾更加熟悉氫燃料電池相關應用。
簡而言之,電動車確實比現有的汽油車,或是氫氣車在能量消耗上表現較佳。 各大汽車和卡車公司,包括 Volvo Trucks 在內,都在努力研究、致力於解決方案,以及建立合作夥伴關係以開發相關技術。 為了提供所需要的能量,可以將組合多個燃料電池進行串聯以產生較高電壓,或並聯供應較大電流。 氫氧燃料電池缺點 在堆疊中,反應物氣體應均勻分佈於所有電池,以獲得最大的功率輸出。
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[1]除了道路車輛,列車、巴士、潛水艇和火箭已經在不同形式使用氫。 燃料電池是很有發展前途的新的動力電源,一般以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料,作為負極,用空氣中的氧作為正極. 和一般電池的主要區別在於一般電池的活性物質是預先放在電池內部的,因而電池容量取決於貯存的活性物質的量;而燃料電池的活性物質(燃料和氧化劑)是在反應的同時源源不斷地輸入的,因此,這類電池實際上只是一個能量轉換裝置。
繼前文介紹過燃料電池的演進及種類後,本篇再介紹燃料電池的應用、優點及目前的技術瓶頸,作一總結。 通常,燃料電池是由陽極,電解液和陰極三部分組成,並擠壓在一起。 在電池的陽極,催化劑將燃料(一般是氫氣)氧化,並產生一個帶正電的離子,以及一個帶負電的電子。 離子通過電解液移動到陰極,並與氧氣反應生成水; 而電子則會形成電流。 奇異公司持續不斷研發新的質子交換膜電池,在1970年代中期,發展出一種水電解技術,可以支援水中生活,應用在美國海軍的氧氣生產工廠,英國皇家海軍於1980年代初採用此項技術於其潛水艇艦隊[3]。 表面上電動車與氫氣車的最大差距就在於「一個吃電,一個吃氫氣」,不過嚴格說起來,這兩種車輛最終還是使用「電」做為最終驅動車輛的能源。
氫氧燃料電池缺點: 研發、新創、產業化資源導入
燃料電池也被用來提供飛機的輔助動力,以取代化石燃料發電機,和以前用於啟動發動機和飛機上電器的電力需求。 燃料電池可以幫助飛機減少二氧化碳CO2和其他污染物的排放和噪音。 燃料電池(英語:Fuel cell)是一種主要利用氧或其他氧化劑進行氧化還原反應,把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。 最常見的燃料為氫 [1],其他燃料來自於任何能分解出氫氣的碳氫化合物,例如天然氣、醇、和甲烷等。 燃料電池有別於原電池,優點在於透過穩定供應氧和燃料來源,即可持續不間斷的提供穩定電力,直至燃料耗盡,不像一般非充電電池一樣用完就丟棄,也不像充電電池一樣,用完須繼續充電,也因此透過電堆串連後,甚至成為發電量百萬瓦(MW)級的發電廠。 目前用於車輛的燃料電池其能量轉換率約為傳統內燃機的3倍以上,內燃引擎的熱效率約在10~20%之譜。
第一個方向就是仰賴風力、太陽能等技術的提升,讓更多再生能源發電產生的電力運用在水電解所產成的氫氣。 第二個方向則是日本川崎重工正積極商業化,利用褐煤煤氣化氫氣製備裝置生產氫氣,再搭配「二氧化碳收集儲存」(CCS)技術將二氧化碳儲存於地質構造或讓藻類吸收,避免排放至大氣中擴大溫室效益的做法。 氫氧燃料電池缺點 氫氣具有很強的反應性,因此它往往會腐蝕其他材料,而且它也高度易燃。 另一個主要問題是缺乏氫氣相關基礎設施,而且建設這些設施的成本高。
氫氧燃料電池缺點: 質子交換膜燃料電池
其他重要車輛生產商如通用汽車和DaimlerChrysler公司,投資在較慢較弱但較有效的氫燃料電池。 過去常被討論的方案是發展新的核反應爐,提供高溫及電能,電解高溫水蒸氣的效率較高;但是新的核反應爐必許滿足「無核廢料問題」及「不維持就停止反應」的基本條件。 燃料電池餘熱可以在夏季直接注入地下提供進一步冷卻餘熱,而在冬季可以直接注入建築物。 明尼蘇達大學擁有對這種類型系統的專利權[38][39]。 國防安全性燃料電池發電設備具有散佈性的特質,它可讓地區擺脫中央發電站式的電力輸配架構。
- 多間公司都有研發氫氣車,資金有來自私人及政府,但福特汽車已經放棄,並將資源投放於純電動車上[3];雷諾-日產汽車在2009年宣佈停止研發氫氣車[4];通用汽車公司在2009年10月宣布減少在氫氣車的研發,原因是認為氫氣車距實用化還有相當距離[5]。
- AI股民最關心的全球指標股NVIDIA(輝達)即將在美國時間8月23日(台灣時間24日凌晨)公布財報,業績表現是否會複製今年5月令市場為之一亮而激勵股價大漲一波,還是只是曇花一現不如預期?
- 以目前 TOYOTA MIRAI 所採用的 PEM 類燃料電池為例,能源轉換效率約在 60% 左右。
- 示範燃料電池車已經能夠「在重新加燃料之間的續駛里程超過400公里(250英里)」。
- 燃料電池中,質子交換膜燃料電池相對低溫與常壓的特性,加上對人體無化學危險、對環境無害,適合應用在日常生活,所以被發展應用在運輸動力型(Transport)、定置型(Stationary)與攜帶型(Portable)等機組。
2021年,由CleanTechnica的研究報道指,氫燃料電池車的效率仍低於純電動車,而主要的氫生產方法會產生碳排放,而氫燃料電池車的優勢:長行走里程及快速燃料補充,在電池及充電方法改進下已快速減小。 而科學月判Nature Electronics也同意這觀點。 質子交換膜燃料的不同組成部分是雙極板、電極、催化劑、膜和有必要的硬體。 雙極板可以不同類型的材料製造,如金屬、表面包覆的金屬、石墨、柔性石墨C–C複合,carbon–polymer複合材料等。
氫氧燃料電池缺點: 氫氣車背後代表的氫產業,只是石化產業的「變體」嗎?
的確,氫氣車表面看起來不用擔心要花太多時間在充氣上,比較符合現今主流汽油內燃車的駕駛習慣。 經濟部技術處推動我國產業技術研發與創新,規劃執行科技專案,整合法人研究機構、產業界與學術界能量,研發前瞻且具產業應用潛力之技術,促進新興產業發展與產業升級轉型。 工研院綠能所研發製造氫燃料電池,關鍵核心技術在於「金屬雙極板」,相較國際上大部分廠商所採用仍為「石墨雙極板」,體積大、成本高、氣密性也受影響,而金屬雙極板可快速沖壓製造,體積輕薄、氣密性更佳等優勢。