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氫燃料電池大改造,再也不用怕停電問題

 下載自路透

以氫氣做為燃料的「燃料電池」其實在技術上並不複雜,不僅在 1838 年就已經被發明出來,美國航太總署 NASA 也早已將其用於衛星、太空船上。但為什麼在一般生活當中,還是很少能看到燃料電池的應用呢?主要還是來自於氫氣在儲存及運輸上的困難。

目前最常見的氫氣供應源大多還是傳統的鋼瓶,但高壓的氫氣不僅佔空間,而且氫氣本身極易燃且會爆炸,如果在運輸過程中出了什麼意外的話,也是非常危險的!那有沒有辦法讓氫以化合物的方式存在,增加安定性的同時也減少佔用的空間呢?中科院經過六年的努力,終於研發出了以「硼氫化鈉」為原料、觸媒做轉換的氫氣生產方式。

硼氫化鈉分子式為 NaBH₄ ,平常是化學性質穩定的白色固體,即使不小心撒了出來,也只要掃起來就好了。此外,硼氫化納因為是固體的關係,在同體積下的儲氫量,幾乎是高壓氫氣瓶的兩倍呢!硼氫化鈉和水經由觸媒的作用後,會產生偏硼酸納(NaBO₂)和氫氣,而這些氫氣就可以直接用在發電上了。不過雖然這個反應式已經為人所知很久,最重要的關鍵還是在「觸媒」的部份──硼氫化納溶於水中時本身就會持續產生少許的氫氣,但反應速率太慢、並不實用,所以要靠觸媒來增加轉換效率。

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(Source:解密科技寶藏)

最有效的觸媒是用鉑、釕、銠等貴金屬材質製成,但它們的生產成本太高,無法普級化使用。中科院所研究出來的「鐵鈷鎳三元複合觸媒」替代品本身雖然便宜,但效率依然不彰,因此又再利用了奈米技術,加大鐵鈷鎳三元複合觸媒的活性面積達 90%,達到足堪使用的氫氣產生效率。

完整的電池系統會有控制模組,能限制硼氫化鈉水溶液通過觸媒床的速度,如此一來就可以控制氫氣的產生量,一方面是讓氫氣「即產即用」,避免儲存氫氣的危險,二方面也可以調整全系統的輸出功率,達到最適合當前需求的量。

以硼氫化納為基礎設計出來的化學氫燃料電池大約有 3kW 的發電量,而且沒有傳統化石燃料因發電機所產生的空氣污染問題,適合不能斷電的電腦系統或一般家庭使用。初步的測試是與中華電信合作,在機房中安裝此套系統,用一到兩年的時間,模擬各種停電狀況下燃料電池系統的穩定性。未來或許每個人都可以在家中安裝此套系統,若颱風天突然斷電時,只要倒一包「硼氫化鈉」粉末到緊急發電機裡,每個人家裡就都還能保有一定的電能供應囉!


(Source:YouTube

(首圖來源:達志影像) 

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