預見20年後未來汽車
預見20年後未來汽車 撰文／SA編輯部｜譯者／周坤…
燃料電池
能源耗竭的救星—氫氧燃料電池
能源耗竭的救星—氫氧燃料電池
國立臺灣大學環境工程研究所 劉瑀萱
由於近年來油價的飆漲，全球能源頗具有面臨枯竭的隱憂。另一方面，石化燃料燃燒後所排放的廢氣，更是導致溫室效應的一大元兇。《京都議定書》訂定溫室氣體減量的目標，許多已開發國家更致力於發展替代性能源。以氫氧為燃料的燃料電池，具有零汙染、高電能轉換率、低噪音以及可再生性等特點，已成為全球寄望的綠色能源。接著本文開始介紹氫氧燃料電池的原理及其應用。
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燃料電池的歷史（History）
燃料電池的歷史（History）
國立台灣師範大學化學系董騰元教授責任編輯
燃料電池的原理是德國的科學家Christian Friedrich Schonbein在1838年發現的，隔年的一月於哲學雜誌-”Philosophical Magazine”上公開發表。基於這個基礎上，1842年時，威爾斯(Welsh)的科學家-威廉-羅勃‧葛洛夫爵士(Sir William Robert Grove)發現將水的電解反應作逆向操作時可產生電能的現象，這是人們後來稱之為燃料電池的第一個裝置，當時他叫做氣體伏特電池(gas voltaic battery)。
鹼性燃料電池（AFC – alkaline fuel cell—Ⅱ）
鹼性燃料電池（AFC – alkaline fuel cell—Ⅱ）
國立中山大學董騰元教授責任編輯
因為中毒的影響，所以AFC的電解質設計有分靜態(static)與流動態(flowing)兩種。流動態電解質設計，氫氧化鉀溶液在電池中是可以流動，形成電解質循環迴路，氫氣則來自高壓鋼瓶，經過三通和調壓閥後形成循環系統，在氫電極生成的液態水蒸發至氫氣中，遷移到電池外的冷凝器，冷凝後再分離，回收利用，氫氣則再與由氫源來的純氫混合返回電池，陰極的氧化劑-空氣進入電池內前，務必先將二氧化碳去除掉，以防止碳酸鉀的產生，因為若氫氧根離子被碳酸根離子取代，氫氧化鉀濃度逐漸變小，會影響電池的效率。
鹼性燃料電池（AFC – alkaline fuel cell—Ⅰ）
鹼性燃料電池（AFC – alkaline fuel cell—Ⅰ）
國立中山大學董騰元教授責任編輯
鹼性燃料電池最有名的就是貝肯電池，它是英國的貝肯所發明的，後來更發展為被美國的NASA拿來應用於1960年中期的阿波羅一系列太空任務和太空梭中。鹼性燃料電池消耗氫氣和純氧，生成可以飲用的水、熱和電力。它是燃料電池中效率最高的，可高達70%。
鹼性燃料電池能夠產生電力是因為氫氣和氧氣藉由氧化還原反應而產生的。在陽極，氫氣進行氧化反應生成水和釋放出電子，電子沿著外電路流動，到達陰極，與氧氣進行還原反應，生成氫氧根，淨反應即是一個氧氣分子和二個氫氣分子反應生成二個水分子，同時產生電力和熱。
陽極: H2 + 2OH- 2H2O + 2e-
陰極: O2+2 H2O + 4e-4OH-
淨反應: O2+2 H2 2H2O