燃料電池燃料電池
1. 1.
以氣態的燃料如氧氣與氫氣，將化學以氣態的燃料如氧氣與氫氣，將化學 能轉變成電能。能轉變成電能。
2. 2.
燃料電池發電效率高達燃料電池發電效率高達75% 75%
，比傳統，比傳統 火力發電更節省燃料火力發電更節省燃料
( (
火力發電效率約火力發電效率約35%) 35%)
。。3. 3.
氫氣在陽極被氧化，氧氣在陰極被還氫氣在陽極被氧化，氧氣在陰極被還 原，最後生成水，不會造成環境污染。原，最後生成水，不會造成環境污染。
燃料電池種類 燃料電池種類
鹼性燃料電池鹼性燃料電池 (AFC)(AFC)
質子交換膜燃料電池質子交換膜燃料電池 (PEFC)(PEFC)
磷酸型燃料電池磷酸型燃料電池 (PAFC)(PAFC)
溶融碳酸鹽燃料電池溶融碳酸鹽燃料電池 (MCFC) (MCFC)
固態氧化物燃料電池固態氧化物燃料電池 (SOFC)(SOFC)燃料電池工作原理 燃料電池工作原理
陽極反應陽極反應
2H2H
2 2
+4OH+4OH- -
→4H→4H2 2
O+4e-O+4e- 陰極反應陰極反應4e4e
- -
+O+O2 2
+2H+2H2 2
O →4OHO →4OH- -
總反應總反應2H2H
2 2
+O+O2 2
→→ 2H2H2 2
OO鹼性燃料電池 鹼性燃料電池
(AFC) (AFC)
鹼性燃料電池的優點 鹼性燃料電池的優點
Alkaline Fuel Cell Alkaline Fuel Cell
首先用於太空計畫首先用於太空計畫
使用使用 KOHKOH 為電解質為電解質
使用非貴重金屬為電極觸媒種類多價格又使用非貴重金屬為電極觸媒種類多價格又 便宜，例如銀、鎳等便宜，例如銀、鎳等
操作時所需溫度操作時所需溫度 100100ooC~250C~250ooCC
化學反應快且轉換效率好化學反應快且轉換效率好
電解質必須是液態電解質必須是液態鹼性燃料電池的缺點 鹼性燃料電池的缺點
燃料必須是高純度的氫燃料必須是高純度的氫
鹼性燃料電池的電解質，易與空氣中鹼性燃料電池的電解質，易與空氣中 的二氧化碳結合形成氫氧化鉀，影響 的二氧化碳結合形成氫氧化鉀，影響電解質的品質，導致發電性能衰退 電解質的品質，導致發電性能衰退
質子交換膜燃料電池 質子交換膜燃料電池
(PEMFC) (PEMFC)
質子交換膜燃料電池
質子交換膜燃料電池的優點的優點
Polymer Electrolyte Membrane (PEMFC) Polymer Electrolyte Membrane (PEMFC)
Proton Exchange Membrane (PEFC) Proton Exchange Membrane (PEFC)
高電力密度、低重量、低體積高電力密度、低重量、低體積
電解質為離子交換膜，薄膜的表面塗有可電解質為離子交換膜，薄膜的表面塗有可 以加速反應之觸媒（大部分為白金）以加速反應之觸媒（大部分為白金）
唯一液體是水，腐蝕問題小唯一液體是水，腐蝕問題小
操作溫度低介於操作溫度低介於 8080 至至 100℃100℃ 之間，安全之間，安全 上之顧慮較低上之顧慮較低
適用於交通工具、建築物與小型社區適用於交通工具、建築物與小型社區質子交換膜燃料電池
質子交換膜燃料電池的的缺點缺點
觸媒白金價格昂貴，減少使用量，操觸媒白金價格昂貴，減少使用量，操 作溫度會提升作溫度會提升
白金容易與一氧化碳反應而發生中毒白金容易與一氧化碳反應而發生中毒 現象，因此比較不適合用在大型發電 現象，因此比較不適合用在大型發電 廠 廠磷酸型燃料電池的優點
磷酸型燃料電池的優點Phosphoric Acid Fuel Cells Phosphoric Acid Fuel Cells
該燃料電池大都運用在大型發電機組該燃料電池大都運用在大型發電機組 上而且已商業化生產上而且已商業化生產
電解質為電解質為 100100﹪﹪ 濃度磷酸濃度磷酸
操作溫度大約為操作溫度大約為 150150 到到 220℃220℃ 之間之間
溫度高所以廢熱可回收再利用溫度高所以廢熱可回收再利用
觸媒為白金觸媒為白金磷酸型燃料電池的缺點 磷酸型燃料電池的缺點
白金價格昂貴白金價格昂貴
電極容易受電極容易受 COCO 毒化毒化
成本居高不下成本居高不下溶融碳酸鹽燃料電池 溶融碳酸鹽燃料電池
(MCFC) (MCFC)
融碳酸鹽燃料電池
融碳酸鹽燃料電池的優點
的優點
Molten Carbonate Fuel Cell Molten Carbonate Fuel Cell
電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等鹼性碳酸鹽電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等鹼性碳酸鹽
電極方面使用具透氣性之多孔質的鎳。電極方面使用具透氣性之多孔質的鎳。
操作溫度約為操作溫度約為 600600 至至 700℃700℃ 不需重組器不需重組器
廢熱可回收再使用，發電效率高適合於中廢熱可回收再使用，發電效率高適合於中 央集中型發電廠。央集中型發電廠。
價格較低 價格較低融碳酸鹽燃料電池
融碳酸鹽燃料電池的缺點的缺點
操作溫度高導致電極容易腐蝕而減低操作溫度高導致電極容易腐蝕而減低 使用壽命使用壽命固態氧化物燃料電池 固態氧化物燃料電池
(SOFC) (SOFC)
固態氧化物燃料電池
固態氧化物燃料電池的優點
的優點
Solid oxide fuel cell Solid oxide fuel cell
電解質為氧化鋯，含有少量的氧化鈣與氧化釔電解質為氧化鋯，含有少量的氧化鈣與氧化釔
電池之操作溫度約為電池之操作溫度約為 1000℃1000℃ ，穩定度較高，不，穩定度較高，不 需要觸媒重組器。
需要觸媒重組器。
燃料廢熱可回收再利用燃料廢熱可回收再利用
使用於中規模發電機組。使用於中規模發電機組。
可忍受較多的硫化物可忍受較多的硫化物
不受不受 COCO 影響影響
價格較低價格較低
固態氧化物燃料電池的缺點 固態氧化物燃料電池的缺點
操作溫度高導致電池啟動慢操作溫度高導致電池啟動慢，需要更，需要更 多的保溫設備以維持電池高溫多的保溫設備以維持電池高溫
