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燃料電池

燃料電池. 1. 以氣態的燃料如氧氣與氫氣，將化學 能轉變成電能。 2. 燃料電池發電效率高達 75% ，比傳統 火力發電更節省燃料 ( 火力發電效率約 35%) 。 3. 氫氣在陽極被氧化，氧氣在陰極被還 原，最後生成水，不會造成環境污染。. 燃料電池種類. 鹼性燃料電池 (AFC) 質子交換膜燃料電池 (PEFC) 磷酸型燃料電池 (PAFC) 溶融碳酸鹽燃料電池 (MCFC) 固態氧化物燃料電池 (SOFC). 燃料電池工作原理. 陽極反應 2H 2 +4OH - →4H 2 O+4e- 陰極反應

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  1. 燃料電池 1.以氣態的燃料如氧氣與氫氣，將化學 能轉變成電能。 2. 燃料電池發電效率高達75%，比傳統 火力發電更節省燃料(火力發電效率約 35%)。 3.氫氣在陽極被氧化，氧氣在陰極被還 原，最後生成水，不會造成環境污染。

  2. 燃料電池種類 • 鹼性燃料電池(AFC) • 質子交換膜燃料電池(PEFC) • 磷酸型燃料電池(PAFC) • 溶融碳酸鹽燃料電池(MCFC) • 固態氧化物燃料電池(SOFC)

  3. 燃料電池工作原理 陽極反應 2H2+4OH-→4H2O+4e- 陰極反應 4e-+O2+2H2O →4OH- 總反應 2H2+O2 →2H2O

  4. 鹼性燃料電池(AFC)

  5. 鹼性燃料電池的優點Alkaline Fuel Cell • 首先用於太空計畫 • 使用KOH為電解質 • 使用非貴重金屬為電極觸媒種類多價格又便宜，例如銀、鎳等 • 操作時所需溫度100oC~250oC • 化學反應快且轉換效率好 • 電解質必須是液態

  6. 鹼性燃料電池的缺點 • 燃料必須是高純度的氫 • 鹼性燃料電池的電解質，易與空氣中的二氧化碳結合形成氫氧化鉀，影響電解質的品質，導致發電性能衰退

  7. 質子交換膜燃料電池(PEMFC)

  8. 質子交換膜燃料電池的優點Polymer Electrolyte Membrane (PEMFC) Proton Exchange Membrane (PEFC) • 高電力密度、低重量、低體積 • 電解質為離子交換膜，薄膜的表面塗有可以加速反應之觸媒（大部分為白金） • 唯一液體是水，腐蝕問題小 • 操作溫度低介於80至100℃之間，安全上之顧慮較低 • 適用於交通工具、建築物與小型社區

  9. 質子交換膜燃料電池的缺點 • 觸媒白金價格昂貴，減少使用量，操作溫度會提升 • 白金容易與一氧化碳反應而發生中毒現象，因此比較不適合用在大型發電廠　　

  10. 磷酸型燃料電池的優點Phosphoric Acid Fuel Cells • 該燃料電池大都運用在大型發電機組上而且已商業化生產 • 電解質為100﹪濃度磷酸 • 操作溫度大約為150到220℃之間 • 溫度高所以廢熱可回收再利用 • 觸媒為白金

  11. 磷酸型燃料電池的缺點 • 白金價格昂貴 • 電極容易受CO毒化 • 成本居高不下

  12. 溶融碳酸鹽燃料電池(MCFC)

  13. 融碳酸鹽燃料電池的優點Molten Carbonate Fuel Cell • 電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等鹼性碳酸鹽 • 電極方面使用具透氣性之多孔質的鎳。 • 操作溫度約為600至700℃不需重組器 • 廢熱可回收再使用，發電效率高適合於中央集中型發電廠。 • 價格較低　

  14. 融碳酸鹽燃料電池的缺點 • 操作溫度高導致電極容易腐蝕而減低使用壽命

  15. 固態氧化物燃料電池(SOFC)

  16. 固態氧化物燃料電池的優點Solid oxide fuel cell • 電解質為氧化鋯，含有少量的氧化鈣與氧化釔 • 電池之操作溫度約為1000℃，穩定度較高，不需要觸媒重組器。 • 燃料廢熱可回收再利用 • 使用於中規模發電機組。 • 可忍受較多的硫化物 • 不受CO影響 • 價格較低

  17. 固態氧化物燃料電池的缺點 • 操作溫度高導致電池啟動慢，需要更多的保溫設備以維持電池高溫 • 不適用於交通工具與隨身攜帶

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