【記者邱文秀/生命力報導】

近日國際情勢不穩,許多民眾一定相當擔心美國與伊拉克開戰後引起能源危機。根據科學家估計,不久的將來目前人類所大量使用的石油、天然氣將分別耗盡,為了解決能源危機,以及減少環保污染等問題,科學家現正研究新的能源來取代傳統的煤炭或石油等能源,而乾淨、環保的燃料電池便是替代方案之一。

燃料電池,顧名思義即是以燃料當做能源產生能量。據元智大學燃料電池中心的鐘國濱博士表示,未來幾年燃料電池將會被普及化取代我們現在所用的電池。台灣大學機械工程研究所的郭景宗教授說目前國外已研發出燃料電池車,只是技術上還有很多待改進的地方,故還未量產。

而燃料電池是如何產生能量,鐘國濱解釋說燃料電池的發電原理,簡單來說是將水經電解產生氫和氧的過程反向操作,進而產生電、水與熱。氫或甲醇是燃料電池最主要使用的燃料。

鐘國濱表示燃料電池最大的優點便是高效率與無污染。用傳統的媒、石油、瓦斯等物質的化學能轉變成電能需要三個步驟,先將化學能轉變成熱能或機械能再轉為電能,過程比較繁複故一般只有百分之三十左右的效率。而燃料電池的能量相對較高,利用輸入燃料間接混合氧,不須經過轉換機械能的過程就能持續產生電力,直接將化學能轉成電能,效率可接近百分之四十,還可回收餘熱,使其效率輕易高過百分之六十五。

除了效率高之外,鐘國濱說燃料電池使用時幾乎不會產生任何有毒的廢棄物,比目前最清潔的天然氣發電廠還乾淨,以燃料電池取替內燃機作為汽車的動力來源,便不會再有排放廢氣影響環保以及健康上的顧慮。因為燃料電池只會排出水蒸氣,不會像傳統汽車排出導致地球變暖的碳氧化合物,以及對人體有害的二氧化硫。再者,使用燃料電池發電的汽車幾乎不會產生噪音,因此不論是基於環保或節約能源的理由,未來燃料電池將會逐步取代現有技術而被應用在日常生活之中。

郭景宗教授說在正常使用下,只要不斷供給燃料,燃料電池便可持續運作下去,但電池在進行反應時會耗損器材,另外若燃料中有不純的物質,也可能會造成性能耗損的問題。而燃料電池使用時雖然不太會產生廢棄物,但其最常使用的燃料是氫氣以及甲醇,而氫氣及甲醇不是自然界中原有的產物,如何取得這兩項原料是一個問題,目前氫氣大多來自於石油提煉過程中所衍生的副產品,在提煉中還是可能會產生污染,所以也不能說完全不會有環境污染的問題。

郭景宗指出目前燃料電池還未能普及化的原因有很多,例如價格太貴,還有技術上要改進的地方仍很多,如燃料的取得及保存攜帶方式,目前日本已經有以燃料電池提供電力的筆記型電腦,但是目前規定不能攜帶氫或甲醇上飛機,對有些使用者會造成困擾。燃料電池固然有很多優點但還要面對既有的競爭者,例如目前的汽車除了未來要面對能源耗盡的問題外,本身以及技術上並沒有什麼太大缺點。

鐘國濱也說目前世界上雖已開發出使用燃料電池作為動能的概念車,但是造價十分昂貴,一台要新台幣千萬以上還不能普及化。但是燃料電池已被視為最理想的未來汽車科技,現已有許多知名汽車廠商都在致力於這種車的開發,如通用、豐田等汽車公司。郭景宗說目前科學家都在致力於燃料電池的技術改進,未來部分燃料電池專利解套後,再加上日益精進的奈米技術,燃料電池車將會滿街跑。

目前台灣的學術界及產業界均紛紛投入燃料電池的相關研究,例如台大、元智、台塑及亞太燃料電池等。其中亞太燃料電池已推出了實質的產品燃料電池電動機車,未來將會有更多的成果陸續發表。

延伸閱讀:

1.亞太燃料電池

2.元智大學燃料電池中心

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