燃料電池

燃料電池 （ Fuel cell ） 是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應 ， 把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置 。 最常見的燃料爲氫 ， 其他燃料來自於任何能分解出氫氣的碳氫化合物 ， 例如天然氣 、 醇 、 和甲烷等 。 燃料電池有別於原電池 ， 優點在於透過穩定供應氧和燃料來源 ， 即可持續不間斷的提供穩定電力 ， 直至燃料耗盡 ， 不像一般非充電電池一樣用完就丟棄 ， 也不像充電電池一樣 ， 用完須繼續充電 ， 也因此透過電堆串連後 ， 甚至成爲發電量百萬瓦 ( MW ) 級的發電廠 。 1839年 ， 英國物理學家制作了首個燃料電池 。 而燃料電池的首次應用就在美國太空總署1960年代的太空任務當中 ， 爲探測器 、 人造衛星和太空艙提供電力 。 從此以後 ， 燃料電池就開始被廣泛使用在工業 、 住屋 、 交通等方面 ， 作爲基本或後備供電裝置 。 現今生活中存在多種燃料電池 ， 但它們運作原理基本上大致相同 ， 必定包含一個陽極 ， 一個陰極以及讓離子 通過電池兩極的電解質 。 電子由陽極傳至陰極產生直流電 ， 形成完整的電路 。 各種燃料電池是基於使用不同的電解質以及電池大小而分類的 ， 因此電池種類變得更多元化 ， 用途亦更廣泛 。 由於以個體燃料電池計 ， 單一顆電池只能輸出相對較小的電壓 ， 大約 0.7 V ， 所以燃料電池多以串連或一組的方式製造 ， 以增加電壓 ， 配合應用需求 。 另一方面 ， 燃料電池產電後會產生水與熱 ， 基於使用不同的燃料 ， 有可能產生極少量二氧化碳和其他物質 ， 對環境的污染比原電池及化石燃料發電廠少 ， 是一種綠色能源 。 燃料電池的能量效率通常爲40 - 60 ％ 之間 ； 如果廢熱被捕獲使用 ， 其熱電聯產的能量效率可高達85 ％ 。 燃料電池的市場正在增長 ， 據派克研究公司 （ Pike Research ） 估計 ， 到2020年固定式燃料電池市場規模將達到50 GW 。