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不可氫忽--開發新能源科技 工研院研發氫氣丸

大規模使用石化能源,會排放大量二氧化碳,形成溫室效應,引發全球性氣候變遷,因此世界各國的科學家無不致力開發新能源科技,氫氣就是很好的乾淨能源。


台灣的工研院研發出最新的儲氫技術,一顆小小的白色藥丸,就能取代傳統體積大的高壓氫氣瓶,來儲存氫氣,只要用五顆電力丸,就能讓手機輕鬆充飽電,這項技術不僅低汙染,還能成為國際賑災上的一項利器。

太空梭上面使用的電池,可不是一般的電池,而是燃料電池;轉動風扇的能量,是氫氣,使用的也是燃料電池。

從運用的原理來看,其實燃料電池是一種能源直接轉換的裝置,說穿了,就是一台發電機,差異在於使用的燃料是氫氣,轉換為電能再利用。

以模型為例,了解燃料電池的操作原理。

產生氫氣之後→ 從燃料電池的陽極進入→ 經過觸媒層反應,產生氫離子和電子→ 電子再順著迴路,產生電力,使燈泡發亮→ 而氫離子會和從陰極進入的氧氣,結合成水,水又能回收再利用。

目前發展中的燃料電池,以質子交換膜燃料電池的應用領域最廣,也最被看好。

工研院燃料電池研究室主任 張文振:「燃料電池它的結構最主要就是中間有一層質子交換膜,質子交換膜的外邊再透過氣體擴散層,最後再用兩個雙極板組合起來,它就變成燃料電池最主要的功能單元。」

有了燃料電池,不可或缺的當然是所需燃料─氫氣。目前的儲氫技術,可分為氣態、液態和固態的儲存方式,氣態是以高壓容器儲存,液態則是將氫氣冷卻或是加壓,就能轉變成液態,但這兩種儲存方式,都沒有這顆白色小藥丸來的神奇。

工研院新能源技術組組長 曹芳海:「充滿我們現在的手機,3G的手機的話,大概是需要五顆的電力丸,那麼如果是在穩定的充電狀況之下,大概是需要兩小時。」

這是工研院能環所研發成功的電力丸,是最新的儲氫技術。電力丸主要成份是硼氫化鈉,把氣態的氫製成固態的氫燃料,小小一錠,讓發電更方便。

而傳統的固態儲氫方式,並不是把氫氣結成冰,而是運用稀土族金屬,和氫氣的親和力強,可以吸附氫在金屬裡頭,也能穩定的釋放,但重達三公斤的儲氫罐,卻只能攜帶30克的氫氣。不同於傳統固態儲氫方式,一顆僅僅一克重的電力丸,就能攜帶0.2克的氫氣,也就是說,電力丸可攜帶的氫氣是儲氫罐的20倍。

工研院新能源技術組組長 曹芳海:「剛才的儲氫罐差不多有三公斤的重量,一百顆的氫藥丸大概就是一百公克,所以很顯然的它就更方便我們攜帶。」

更棒的是,研發成功的電力丸不只能用於手機、筆記型電腦充電,連在國際賑災上也能成為一項利器。

工研院新能源技術組組長 曹芳海:「救災的人員,譬如說如果他能夠隨時保持和他的基地,或他的總部有持續不斷的聯絡,不用擔心(手機)沒有電的話,那這樣的作用可以協助整個救災或是整個復原的過程,都能夠更有效率來做。」

有了電力丸,等於把電帶著走,那貴不貴呢?組長說了,一顆電力丸成本五元,燃料電池裝置,成本約三到五百元,未來工研院將尋求商業化量產,希望壓低成本,讓這項低汙染高效率的新世代能源能夠普及化。

採訪撰稿:劉芳瑜
攝影剪輯:余國維
科學顧問:曹芳海 張文振 許桓瑞 李純怡 宋隆裕 吳俊星
行政院國科會補助
2009/02/08

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