為了確保全計畫針對氣化合成氣淨潔運用而擬開發之小型淨潔混合 動力系統可順利完成，並確實達成計畫所規劃的各項目標，本計畫之執行 採關鍵技術開發以及系統開發並行發展，並依各項關鍵技術與各次系統之 特性相互整合，建立一小型淨潔混合動力示範系統。其中，依關鍵技術開 發與系統開發分類，本年度各細項目標工作之研究目的如下所述：
1.2.1 關鍵技術開發 1.2.1.1 奈米觸媒之研究
奈米觸媒之研究為本年度計畫執行最重要的一環，為整個氣化合成 氣運用關鍵技術開發之基石。本年度計畫奈米觸媒研發製備技術首先選擇 燃燒室與駐焰器用奈米觸媒之開發進行研究，以溶膠凝膠法製備出高表面 積、高活性、高耐熱性及耐硫毒化之奈米級波洛斯凱特型觸媒（Perovskite）
[La1-xAxBO3 (A = Sr、Ce 等；B = Co、Fe、Mn、Ni 等)]。並選擇煤炭氣 化之生成氣(含 H2、CO 及 CH4)為反應氣體進行燃燒反應，篩選最佳之奈 米級波洛斯凱特型觸媒，並探討(1) 促進劑，(2) 預硫化，(3)操作變數包 括(進料濃度配比、氣體流率、操作溫度、操作壓力及反應時間)，(4)進料 其他成分(H2S、SO2、含水量、含氧量等)對奈米級波洛斯凱特型觸媒特性 及燃燒室效率之影響。同時根據對觸媒所作的鑑定與觸媒活性之關係，探 究影響觸媒活性的因素，利用篩選得到最佳的觸媒進行動力學研究，求取 觸媒反應器(燃燒室) 、最適當的操作條件，解決上述燃燒室所遭遇之問 題與困難。最後製作大型之燃燒室，操作並且建立燃燒室模式。此研究之 成果除將具體提供後續開發高溫奈米觸媒燃燒室與奈米駐焰器之支援，並 可達到掌握先進奈米觸媒開發技術之目的。此外，鑒於低壓力損失為氣渦 輪引擎發電系統之燃燒室的基本要求，顆粒觸媒之高壓力損失並不為接 受。傳統上 SCR 反應器（廢氣處理）或是推進器用（如聯胺單基推進器）
觸媒大部分採觸媒顆粒裝填在圓管中形成一個填充床反應器，固然方便，
但是流體通過時，卻容易造成較大的壓降，尤其是當觸媒顆粒較小、流速 較快時更為顯著。因此填充床反應器於氣渦輪引擎上之運用並不適合。蜂 巢狀或網狀觸媒壓降小，是值得研發的替代品。因此，本計畫奈米觸媒研 發之另一重點為研製蜂巢觸媒，用於一氧化碳、氫氣與甲烷之燃燒反應。
蜂巢狀觸媒之製備採常用的製備方法，是先以洗覆法(washcoating)在低表 面積蜂巢狀陶瓷上披覆上一層具有高表面積金屬氧化物，再以沉積沈澱法 在其上担載活性物質之前驅體製成觸媒，常用為披覆層的氧化物有氧化
鋁、二氧化矽等。此蜂巢狀觸媒之開發逐步與奈米觸媒結合，提供未來氣 化合成氣於觸媒氣渦輪動力系統進行高效能、淨潔發電之所需。
1.2.1.2 轉化與分離技術開發評估
(a) 合成雙孔徑分子篩(DPMS)製程規劃與製作
規劃利用陽離子界面活性劑-四級銨鹽所形成的 micelle 與水相中的 SiO2作用而形成以非晶形(amorphous)之 SiO2組成的六角晶柱狀規則 排列的中孔洞分子篩MCM-41 的製程與製作準備。此法為當四級銨鹽 形成micelle 加入微孔洞分子篩 ZSM-5 和矽源(sodium silica)後調整 pH 值至10-11，以水熱法方式反應後煅燒形成雙孔徑分子篩(DPMS)，將 可運用於氣化合成氣達同時進行氫氣之轉化與分離之目的。
(b) 氣化合成氣轉化技術之評估及其與燃料電池結合之可行性研究
進行氣化合成氣轉化相關技術、材料與設備及相關燃料電池發展之探 討，並評估氣化合成氣轉化反應技術與燃料電池結合之方法，以作為 後續開發氣化合成氣轉化技術之參考。
1.2.1.3 動力系統關鍵技術開發評估
(a) 奈米觸媒駐焰器先期研究與奈米觸媒燃料添加劑系統規劃
利用數值模擬計算以及幾何觸媒平板進行觸媒駐焰器幾何外形對點 火距離之研究，以及對奈米觸媒燃料添加劑系統之初步評估與設計，
以做為往後觸媒氣渦輪引擎之設計參考。
(b) SOFC 與渦輪引擎發電理論分析
以理論分析方式探討SOFC 與渦輪引擎結合發電之最高效率，進而透
過實驗的方式來驗證兩系統整合間的各項參數，朝向獲得推展至實用 階段之相關設計參數。
1.2.2 系統開發
1.2.2.1 氣化合成氣來源選定與成分分析
在整個計畫執行過程中，需評估最佳的合成氣的來源及合用性，以 及評估結合國內各主要合成氣來源廠，進行合成氣的取得與合作之可行 性。這一年中將可針對國內主要俱備有合成氣的產學業界如工業前導型氣 化爐（中鋼/能資所）、多元燃料氣化爐（成大）、實驗室級氣化產生爐（輔 英）、生質燃料（外購/合成）、其他（各地焚化爐）等等挑選合適的合成 氣進行合作。成份分析之結果將可做為發展氣化合成氣運用之相關關鍵技 術參考，並據以進行系統開發之分析設計評估。
1.2.2.2 系統評估規劃與設計參數分析
利用氣化合成氣之主要成分、氣化爐產氣量以及相關環境參數，進 行質能轉換分析，藉以制定擬發展之動力系統相關性能參數。此外，並依 據各項關鍵技術發展與評估之初步結果，進行氣化爐與淨化系統（包括除 塵與脫硫裝置）之連結配置、各關鍵技術與各子系統相互連結之介面整 合、各子系統間之介面評估制定，達到完成小型淨潔混合動力系統之系統 規格與性能參數制定之目的。