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可再生能源科技發展和應用

燃料電池的原理,早在 1839 年已被發現,再經過不斷的研究和發展過程,我們才可以享用這些成果。透過以下的簡單介紹,我們希望能與你分享有關這燃料電池的發展和應用。

 
燃料電池的原理
燃料電池的優點
發展和應用
 
燃料電池的原理
 
簡單而言,燃料電池是電池的一種,其發電原理和一般電池十分相似,是將燃料中的化學能量直接轉化為電力,但結構上有所差異。其主要分別在於燃料電池的燃料和氧化劑是儲存在電池外面。

燃料電池的原理是於 1839 年由英國的法律學家和業餘物理學家威廉 格羅夫(William Grove)發現的。

美國利用燃料電池科技發展太空船
相片由NASA提供

他當時利用四個載有氫氣和氧氣的巨型電池,成功製造電力。

至於全球首部以燃料電池推動的汽車,則是 1959 年研發成功的。1960 年,美國採用鹼性燃料電池科技來配合發展「雙子星號」和「太陽神號」太空船。多年來,燃料電池科技取得了重大的進展,現時最常用的燃料電池主要分為六大種, 其採用的燃料成分因應需要而有所不同。它們的體積有大也有小,細小的適用於手提電子產品,較大的甚至可應用於大型發電廠。全球首間以燃料電池發電的 200 千瓦商業發電廠,已於 1991 年在美國投產。

 
燃料電池的優點
 
與現時發電科技相比,燃料電池具備以下優點:
它能以中型至小型的規模運作,達致良好的能源效益,並適用於流動和分布式固定電力裝置。
在使用地點安裝燃料電池,可同時運用其產生的電力和熱能,提升整體能源效益。
相對燃燒化石燃料的傳統發電模式,燃料電池的操作較為寧靜,而對空氣質素的影響亦較輕。
 
發展和應用
 

大部分燃料電池都以氫氣為燃料,但氫氣並非現成的燃料,必須人工製造。雖然氫氣燃料有多種製法,但只有在能夠利用可再生能源來製造的情況下,燃料電池才算得上是可再生能源科技。未來學家相信,氫氣在長遠的將來可取代化石燃料,作為人類的主要燃料,而以氫氣為基礎的燃料電池科技將擔當不可或缺的角色。

燃料電池巴士
相片由SunLine Transit Agency提供

在全球各地,燃料電池科技正急速發展。大型車廠正不斷努力,希望於未來數年內大量生產燃料電池客用汽車。科研人員亦正在研究燃料電池在販賣機、吸塵機和高速公路標誌等方面的商業用途,以及適用於流動電話和手提電腦等設備的微型燃料電池。其他研究項目包括燃料電池作工業用途的可行性,例如污水處理廠和堆填公司正在開發燃料電池科技,以便將運作過程中產生的甲烷氣體轉化為電力。

燃料電池亦可用於公共運輸工具,日本、美國和歐洲正在推行各種以燃料電池運行的巴士示範計劃。此外,墨西哥、巴西、埃及、印度和中國內地亦有類此的示範計劃。

現時本港的大專院校正對燃料電池進行多項研究和測試,亦有個別本地機構贊助有關利用燃料電池發展運輸系統的研究。

燃料電池推動的汽車
相片由Turner, John - NREL提供

 
 
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