燃料電池 Fuel Cell

　　　　　　班　　級： 自控四甲 車輛三甲

　　　組　　員： 99612953 洪頂清 . 99715043 謝宗瑋

　　　　　　　　　　　　　　指導教授：陳沛仲

一、摘要

面對日益惡化的環境、地球溫室效應、石油資源枯竭且油價不斷升高等種種警訊，提醒人類必須設法尋找新能源取而代之。未來的能源可能是太陽能、生物能或其它替代能源，直到替代能源正式取代化石燃料。燃料電池是被看好的一種發電技術，因其具有超低靜音、超低幅射熱、低污染及高效率等優點。未來 21 世紀汽車，燃料電池在汽車上的應用，就是要發展出符合潮流的生態環保汽車。

二、燃料電池運用原理

燃料電池正如其名，是繼續添加燃料以維持其電力，所需的燃料是「氫」，其之所以被歸類為新能源。氫氣由燃料電池的陽極進入，氧氣（或空氣）則由陰極進入燃料電池。經由催化劑的作用，使得陽極的氫原子分解成兩個氫質子（ proton ）與兩個電子（ electron ），其中質子被氧『吸引』到薄膜的另一邊，電子則經由外電路形成電流後，到達陰極。由於燃料電池是經由利用氫及氧的化學反應，產生電流及水，完全無污染。 ( 如圖一 )

圖 1. 燃料電池的作用原理

2.1 氫的取得

氫是地球最輕的氣體，無色無味，燃燒產生水時，不會產生有害的物質；氫的取得（如圖二），有許多方式，當然經由太陽能、水力等方式，將水電解取得氫的方式，就不會排放 CO2 。

三、混合動力科技

將兩種或兩種以上不同特性的動力源結合在一起，使用所構成的混合動力系統。目前混合動力車的發展，以豐田的 Prius 汽車為例，就是典型的混合燃料汽車，同樣的，利用此特性，燃料電池車只是用燃料電池取代引擎而已。（如圖三）

圖 3. Prius 和 TOYOTA 燃料電池車 之比較

以 TOYOTA 2003 年在美國及日本研發出的燃料電池車FCHV 為例，其主要規格 ( 如圖 4) ：

( 如圖 4)

四、燃料電池車的未來展望 燃料電池車是未來汽車的發展目標，除了安全性和續航距離必須克服外

，燃料電池所產生的水分，可能在零度以下結冰而無法排出等問題，因此，燃料電池車需要更進一步加強在各項測試的穩定性。

4-1. 低溫挑戰

由於氫和氧在燃料電池內部產生化學反應，生成水，如果溫度降至零下 10 度至 20 度，水分將在燃料電池內部結成冰，而使車輛困難 起動。

4-2. 續航距離超過 300 公里

以 TOYOTA FCHV 為例，目前的續航距離大約 300 公里，應該還 有改善的空間，例如使用吸附式氫氣合金鋼瓶（ hydrogen-

absorbing alloytank ）來取代高壓氫氣鋼瓶，並且增加鋼瓶內的壓力等。 ( 如圖 6)

( 如圖 6) FCHV 氫氣鋼瓶的種類

五、結論

人類所居住的地方 ,已經開始產生巨大的變化 ,再不加快腳步 ,改善二氧化碳所產生的溫室效應 ,很快的人類將自食其果 ,面臨大自然的反撲。

在本次專題中 ,利用燃料電池產生出來的水和電流 ,可以使我們不再對大自然的循環系統造成負擔 ,也是生物永續生存 .不在使後代的環境再繼續惡化的方法之一。

報告完畢 ! 謝謝