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由 陳彥銘 (AOL) 於 2008/06/22 - 02:33 發表
「燃料電池」是一個即將無所不在的字眼，但是你真的對燃料電池有足夠的了解嗎？從大
型的太空站、發電廠，一直走到你我身邊的手機、筆記型電腦、甚至汽車裡，燃料電池改
變我們對化石燃料的依賴，也徹底主導了下一代能源的形式。
燃料電池其實是「發電機」
乍看「電池」兩字，會直接望文生義，認為「燃料電池」是「電池」，儲存、輸出電力是
它的本分。但其實燃料電池特殊的地方在於，你不用幫它充電才能讓它工作，而是餵它喝
「燃料」，讓它自己生產電力。
所謂的「燃料」，指的是含「氫」的化合物，這也就是為甚麼我們也常常稱它為「氫燃料
電池」。在燃料電池的發電機制中，我們對燃料電池輸入「氫」，得到「電、水、熱」。
所以燃料電池不僅僅是電池的角色，它更像一座發電廠，把燃料轉換成能量。所以HONDA
FCX Clarity這部氫燃料電池車，你可以理解成，它是一部電動車，車上有發電機，發電
的材料是「純氫」，不是含有其他物質/雜質的氫化合物。
傳統的火力發電是將燃料燃燒以後轉成熱能，再轉成電能，大部分的能量都在燃燒中逸散
，能量轉換的效率很低；此外，比起讓環境吃盡苦頭的化石燃料，使用純氫的燃料電池所
排放的產物也僅僅只有水而已，在現代對環保的嚴格要求下，儼然就是個模範生。
而這也就是為什麼我們對燃料電池寄予厚望的兩個最大的原因：無污染的副產物和高轉換
效率。這也是讓HONDA FCX Clarity大受矚目的關鍵。
在工業應用的範疇裡，燃料電池還有另外兩大優點，就是輸出功率強(1W~1000MW)而且因
為燃料是另外添加，而非電池本身的一部分，因此能夠做到體積小、重量輕。這讓一直以
來對無力又笨重的電動馬達提不起勁的汽車工業，也對燃料電池寄予厚望。
為甚麼燃料電池還那麼罕見？
其實用氫氣當內燃機引擎的燃料不是甚麼創世紀的發明， 1920年代就有德國發明家
Rudolf Erren改裝內燃機引擎，使用氫氣做燃料，他發展出的改裝引擎教科書上就叫做「
Erren engine」，當年他自己就改裝過兩三千部汽車、巴士、和卡車使用氫氣做燃料。不
幸的是當年對氫燃料的安全性沒有很好的掌握，1937年有名的「興登堡號(Hindenburg)」
飛船空難事件正是使用「Erren engine」，804英呎長最壯觀的載客飛船興登堡號在降落
時發生爆炸意外，熊熊烈火將整艘船燃燒殆盡，徹底終止了飛船的黃金年代，加上當時石
化燃料非常便宜，內燃機引擎的發展就此也完全走向汽油引擎。而現在石化能源將耗盡，
氫能源自然而然就從資源回收桶被挖出來了。
回到燃料電池上吧。雖然看起來，燃料電池似乎解決了我們長期依賴石油的石化毒癮。但
是有一句台語說「有一好，沒兩好」，燃料電池成長茁壯的路上，其實也充滿了弔詭的難
題。
從科學及工業應用上得到的成功，不保證在商業上一樣可以一帆風順。真正落實到經濟用
途上，必須克服的兩大難關是：燃料(也就是氫)的生產與儲存。
首先，氫的來源並不那麼成熟，首先大自然是不存在純氫的，我們也無法找到一個「氫礦
」，然後像開採原油一樣用一堆機具把氫挖出來，要得到氫必須用化學工業的方式生產。
一般我們使用「電解法」和「蒸氣裂解」來取得純氫氣。前者耗費成本過高，這跟一開始
我們寄望產生能量的高效率其實互相矛盾。；後者必須使用天然氣，是將天然氣暴露在高
溫水氣下提煉出氫氣，那又牴觸了我們希望減低污染的初衷，因為它還是從石化原料生產
的，只會讓氫燃料蒙上一層陰影。再者，純氫氣的儲存不易，運送上自然成本就大增。在
氫燃料車普及前（規模經濟問題），也很難有能源公司願意投入量產氫氣的研究開發，關
鍵看來應該在氫引擎的成本上頭，如果氫燃料車可以便宜買到，自然而然氫氣需求大增，
能源公司還能不積極投入更環保的生產研發嗎？這也給了我們一個啟發，若有能源公司要
大量投入氫氣生產的時候，就是投資客的好標的了。目前新的製氫趨勢有光電解法（太陽
能）、熱化學法、光生物法等，但成效大都仍不穩定，離市場價格仍遠，有待能源公司的
努力了。
折衷作法
為此，燃料電池有了許多折衷的發展走向。如果我們對於環保不那麼基本教義派，願意向
少量的二氧化碳排放屈服，我們就可以使用甲醇、乙醇、生質酒精、沼氣、天然氣等，這
些比較便於運輸和生產的碳氫化合物作為燃料電池的燃料，而那也正是我們現在所走的路
。
能源依賴才是問題的根源
為了取代勞力，我們大量使用能源；為了揚棄大量製造污染的傳統能源，因而發展了燃料
電池，接下來又必須處理新的污染怎麼控制，或是新的燃料怎麼生產運送的問題；而看來
是個好選項的甲醇，卻又牽扯到糧食危機裡，充滿了道德的爭議…科技的發展其實就是一
連串趨吉避凶的過程，何時才能走到頭？恐怕永遠沒有這麼一天吧。
【氫氣世紀】系列報導
氫氣世紀》氫燃料電池是甚麼
http://life.aol.tw/post/46127
氫氣世紀》先生，請加滿吧。下一站還有四千英哩呢！
http://autos.aol.tw/post/45793
氫氣世紀》超夯潔淨車邊跑邊尿尿？
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Honda FCX Clarity第一批客戶誕生
http://autos.aol.tw/post/45671
氫燃料電池的希望與挑戰
http://chinese.autoblog.com/2008/05/11/m-benz-2/
M-Benz氫燃料電池巴士己行駛超過2百萬公里
http://chinese.autoblog.com/2008/05/11/m-benz-2/
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