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【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

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APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用 PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖ …台灣(品牌)進入策略(集中&差異→利基→主流) …以EnerMaster(能碩=能源from華碩)商品為例

Dr. Rational_You (游李興)(有理性) Founder & GM @EnerMaster (FC能源專家) (2012/03/28) [中興大學_材料工程系所] 研究所專題演講 Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/)

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(EnerMaster)RationalYou(游李興)學歷 1977~1978: 台北市立螢橋國中&自願重考(1977/Q3自修,Q4國四班;1978Q1&2自修) 1978~1981: 台北市立建國中學(擔任高三導師改選後的班長) 1981~1985: 國立臺灣大學造船工程學系學士(熱流材料振動…力學) 1985~1987: 國立臺灣大學機械工程研究所碩士(線性結構振動…控制) 1987~1992: 國立清華大學電機工程研究所博士(非線性機構運動…控制) 生涯目標: 長期經營整合機電產業,促進相關產業安身立命, 以此歷練建構理想典範 人生願望: 廣結善緣,相互造就,分享人生 Rational-KISS(Knowledge_Information_Service_Server): 請到ftp://60.250.198.214/(ID=EnerMaster;PW=0911214141)進入分享 Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/)

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(EnerMaster)RationalYou(游李興)經歷

案例(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)

1981/07~1983/09: (建中北一女校友)青韻合唱團(音樂營主辦人) 1985~1991: 大碩(升研究所)補習中心工程數學(講師)(出版:上,中,下) 1993/08/17~1996/08: 工研院光電所子計畫主持人(10XZoomLens) 1996/01~1996/12: 新竹知行會成長團體主題聚會主持人(24場各2小時) 1996/08~1998/07: 工研院微系統紅外線熱像光機電設計主持人 1998/07~1999/07: 工研院微系統MEMS-CAD設計組主持人(製程設計) 1999/09~2003/01: 工研院經資中心MEMS/NANO產業師(10多本報告) 2003/05/05~2004/12: 天瀚光電中心資深經理(CameraModule)(3XZoomLens~2007量產) 2005/3/1~2006/7/6: 華碩電腦董事長室策略投資/核心技術FC評估(新事業)計劃主持人 2006/7/7~至今: 能碩科技_創辦人/董事長/總經理

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Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)PK

(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)Features

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

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Rational演講&授課(2012年2月)以EnerMaster商品為例 (EnerMaster)20120223~0524[clc@must.edu.tw (陳利強≒(前)系主任)]邀

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Rational演講&授課(2012年3月)以EnerMaster商品為例

(EnerMaster)20120223[clc@must.edu.tw】邀約(RationalYou) 授課《燃料 電池概論》(01)【從〈石井弘毅〉所著《圖解燃料電池》看日本燃料電 池未曾採用「純氫」充填運送】[DV上傳http://bit.ly/zbT7bW] [PPT上傳http://bit.ly/zHEDbS]

(EnerMaster)20120301A[clc@must.edu.tw】邀約(RationalYou) 授課《燃 料電池概論》(02)演講【BT(電池)遜於FC(燃料電池)三大要因≒能量密 度(每kg約100Wh)、充電(久)、壽命(短)】[DV上傳 http://bit.ly/yypLxR][PPT上傳http://bit.ly/wvjGpm] (EnerMaster)20120301B[clc@must.edu.tw】邀約(RationalYou) 授課《燃 料電池概論》(03)演講【FC(燃料電池)五大『專業分工』≒FP(燃料處理 器)、Stack(電池堆)、BOP(熱與水管理)、EMS(電能管理)、 Integration(整合)】[DV上傳http://bit.ly/wEHOzh][PPT上傳 http://bit.ly/w28WV0]

(EnerMaster)20120229[jftsai@ntu.edu.tw]邀約(RationalYou)擔任《產業 應用發展概論》演講【燃料電池「橫跨」多少『工程科學』及其『機

(EnerMaster)20120314[ydkuan@ncut.edu.tw]邀約(RationalYou)研究所專 題演講【從(技術在線)專輯《FCV(燃料電池車)銷聲匿跡﹖》看日本

請(RationalYou)每週四(晚上)化材系(四技化材四甲)授課【燃料電池

概論】[18﹕30~21﹕40≒四堂]《明新科大_化材系_四技化材四甲》 [化材系2F視聽教室]

會與挑戰』﹖】[15:30~17:30]《臺灣大學_工程科學及海洋工程學 系所》[DV上傳http://bit.ly/AfJstH][PPT上傳 http://bit.ly/wTKkBy] Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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2015年商業運轉模式】[14﹕00~16﹕00]《勤益科大_冷凍空調與能 源系所》[DV上傳http://bit.ly/x3CqRP][PPT上傳 http://bit.ly/y5LiJF] Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Rational演講&授課(2012年4月)以EnerMaster商品為例 (EnerMaster)20120412[ycr@ntnu.edu.tw]邀約(RationalYou)研究所專題 演講【日本FCV(燃料電池車)2015年邁向『商業運轉』評析】 [14﹕00~16﹕00]《台師大_機電系所》

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Rational演講…以EnerMaster商品為例(2011H1) ‧〈游李興〉【從台灣的核心能耐看燃料電池的進入策略[集中→差異≒利基→主流]…以EnerMaster

商品為例】[大華技術學院2010/06/17/演講] ‧〈游李興〉【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略…】[明新科大2010/10/12/演講] ‧〈游李興〉【陶瓷…燃料電池的終結者?】[吳鳳科大2010/10/28演講]

(EnerMaster)20120502[clc@must.edu.tw]邀約(RationalYou)參加《綠色 能源應用研討會》演講【『燃料電池』優於「再生綠能」及「生質油 電混合」要素何在﹖】[13:20~14:35][明新科大_土木系_視聽教 室]

‧〈游李興〉【燃料電池三大應用&困境&轉型…】[北台科技學院2010/11/23演講] ‧〈游李興〉【甲醇燃料電池技術發展及其應用轉型…】[北科大電機所2010/12/29演講] ‧〈游李興〉【初探燃料電池車的發展及其困境與轉型…】[東華大學電機所2011/3/4演講] ‧〈游李興〉【可攜式燃料電池三大技術發展、市場困境、應用轉型…】[清華大學_工科所]2011/3/9演講] ‧〈游李興〉【全球燃料電池車發展困境及轉型…從「汽機車」往「巴士、船舶/運輸」】[高雄海洋科 大_海洋工程科技研究所2011/3/22演講]

(EnerMaster)20120605[emily@mail.pida.org.tw]邀約(RationalYou)擔任 《2012綠能研討會》演講【燃料電池『品牌』發展藍圖及漸進策略 [≒集中→差異→利基→主流]】[09:30~16:30]《光電科技工業協進 會》[(O)臺北市羅斯福路二段9號5樓]

‧〈游李興〉【日本如何發展瓦斯燃料電池替代核電】[清華大學_科管所2011/3/31演講] ‧〈游李興〉【日本燃料電池如何發展區域型電廠替代核電…從「學校、醫院、旅館、工廠」】[高雄 第一科大_機械與自動化工程所2011/4/14演講] ‧〈游李興〉【從《日本311地震》看台灣推動燃料電池的困境與機會】[成功大學_航太系2011/4/18演講] ‧〈游李興〉【日本氫經濟與燃料電池車之技術發展與教育推廣】(台師大_工教系2011/4/28演講) ‧〈游李興〉【如何突破燃料電池的罩門「儲氫燃料」一度電一百元?】(義守大學_電子所2011/5/18演講) ‧〈游李興〉【台灣推動燃料電池示範驗證所面臨困境與如何轉型…以日本為例】

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Rational演講(2011年09月)以EnerMaster商品為例 (EnerMaster)20110916(khou@ndu.edu.tw)邀請(RationalYou)研究所專題演講 【如何從「軍用」邁向「產業」再到「消費」市場﹖燃料電池的機會與 挑戰﹗】[10﹕00~12﹕00]《國防大學_理工學院_動力及系統所》 [DV上傳http://bit.ly/oNQ0qQ][PPT上傳 http://bit.ly/pKCxWy] (EnerMaster)20110921(chtsai@cc.hfu.edu.tw)邀請(RationalYou)研究所專題演 講【燃料電池『機、電』控「熱、流、化」跨域(整合)有多難﹖﹗】 [15﹕10~16﹕30]《華梵大學_機電系&所》[DV上傳 http://bit.ly/mWXdNa][PPT上傳http://bit.ly/o6io2V] (EnerMaster)20110928(ydkuan@ncut.edu.tw)邀請(RationalYou)研究所專題演 講【台灣適合「發展」類似日本『家用』燃料電池『熱電共生』 嗎?﹗】[14﹕00~16﹕00]《勤益科大_冷凍空調與能源系》[DV上 傳http://bit.ly/pyJRQs][PPT上傳http://bit.ly/oTbELY]

Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Rational演講(2011年10月A)以EnerMaster商品為例 (EnerMaster)20111003(cleu@mail.ntust.edu.tw)邀請(RationalYou)研究所專題 演講【燃料電池在『純電動車』的「跨域」整合】[18﹕30~20﹕00] 《台科大_電機系所》[DV上傳http://bit.ly/pRo35q][PPT上傳 http://bit.ly/mSIQZs] (EnerMaster)20111005[mjhuang@dragon.nchu.edu.tw]邀請(RationalYou)研 究所專題演講【燃料電池控「跨域」誰領軍﹖『機械系』﹗】[15﹕ 00~17﹕00]《中興大學_機械系所》[DV上傳http://bit.ly/nhykaC] [PPT上傳http://bit.ly/o9hyUa] (EnerMaster)20111011[jpw@mail.nkmu.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所 專題演講【如何從「電動船」邁向「休旅遊艇」再到「家用熱電」市 場﹖燃料電池『跨域』機會與挑戰﹗】[13﹕30~15﹕30]《高雄海洋科 大_造船/海工系所》[DV上傳http://bit.ly/pVGzYu][PPT上傳 http://bit.ly/ob5OBS]

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Rational演講(2011年10月B)以EnerMaster商品為例 (EnerMaster)20111017[jshu@hcu.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所專題演 講【家用燃料電池縱論/特論…替代核電/熱電共生『學習控制』】 [15:10~17:00]《玄奘大學_資管系所》[DV上傳 http://bit.ly/qr0vM8][PPT上傳http://bit.ly/nOfMDr] 2011/10/29(FW) (EnerMaster)20111026[aemywei@et4.thit.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所 專題演講【純氫/甲醇FCV(燃料電池車)如何與EV(電動車)競/合﹖】 [19﹕00~20﹕30]《大華技術學院_機電系所》[DV上傳 http://bit.ly/tlNS2p][PPT上傳http://bit.ly/v57jRQ]2011/10/29(FW) (EnerMaster)20111027[huangyw@cc.ncue.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所 專題演講【燃料電池「汽機車」有多難﹖發展「藍圖」三部曲﹗】 [14﹕00~16﹕00]《彰化師大_車輛系所》[DV上傳 http://bit.ly/tdDPzx][PPT上傳http://bit.ly/uidKTo]

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Rational演講(2011年11月A)以EnerMaster商品為例 (EnerMaster)20111101[achuang@ncu.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所專題 演講【應用市場『題材』如何影響燃料電池發展﹖】[14﹕00~15﹕50] 《中央大學_機械所》[DV上傳http://bit.ly/nhykaC][PPT上傳 http://bit.ly/umnBBx] (EnerMaster)20111104[cn_chen@cc.kuas.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所 專題演講【燃料電池商品化決勝點(二)遠端「每片Cells監控」並內建「自 動活化/保養」】[14﹕30~16﹕30]《高雄應科大_光電&通訊系所》 [DV上傳http://bit.ly/sYDItk][PPT上傳http://bit.ly/w3c45C] (EnerMaster)20111118[yungyuchen@mail.ncku.edu.tw]邀請(RationalYou)碩 士在職專班演講【FCV(燃料電池車)市場先行者…巴士&船舶(vs.汽機車)】 ★[13﹕10~15﹕00]《成功大學_系統及船舶機電系所》[DV上傳 http://bit.ly/sARqoN][PPT上傳http://bit.ly/vMhyFx]

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Rational演講(2011年11月B)以EnerMaster商品為例

Rational演講(2011年12月)以EnerMaster商品為例

(EnerMaster)20111118[charming@mail.ksu.edu.tw]邀請(RationalYou)碩士 在職專班演講【從「高分子」邁向「陶瓷」燃料電池﹗…典範轉移﹖策 略轉折﹗】[18﹕30~21﹕05 ]《崑山科大_材料系所》[DV上傳 http://bit.ly/tuf75m][PPT上傳http://bit.ly/u52hq7] (EnerMaster)20111123[KanLinHsueh@nuu.edu.tw]邀請(RationalYou)專題 討論課程演講【日本『家用』與「車用」燃料電池…何者為《市場》先行 者?】[10﹕00~12﹕00]《聯合大學_能源系》[DV上傳 http://bit.ly/uGfNrQ][PPT上傳http://bit.ly/sB2La3] (EnerMaster)20111123[wenping@nuu.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所專 題演講【日本『家用』燃料電池…「高分子」是否將被「陶瓷」取代?】 [14﹕00~16﹕00]《聯合大學_化工系所》[DV上傳 http://bit.ly/sJfNtI][PPT上傳http://bit.ly/tKNkYF]

(EnerMaster)20111210[liftruck@ms18.hinet.net]邀請(RationalYou)週末主管 專題演講【已成功進入市場的FCV(燃料電池車)…倉儲(廠內24小時)運輸 車】[9﹕00-12﹕00]《恆智重機》[DV上傳http://bit.ly/sXprnK] [PPT上傳http://bit.ly/uSq4HL] (EnerMaster)20111216[chchuang@mail.stut.edu.tw]邀請(RationalYou)微奈米 專題演講【燃料電池市場(一)微型隨身…三大困境≒隨身消費性、能源替 代性、技術展延性】★[9﹕10-11﹕00]《南台科大_機械系》[DV上傳 http://bit.ly/tYsIPg][PPT上傳http://bit.ly/s2FgWI] (EnerMaster)20111220[chko@isu.edu.tw]邀請(RationalYou)研究所專題演講 【燃料電池商品化決勝點(三)時數近『5千(車用)~10萬(家用)』方可稱 為『替代』能源】[13﹕30-15﹕30]《義守大學_電機系所》[DV上傳 http://bit.ly/sfxjgB][PPT上傳http://bit.ly/sXGEY6]

Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Rational授課(2011年09月)以EnerMaster商品為例

Rational授課(2011年10月)以EnerMaster商品為例

(MUST化材系)20110908(RationalYou)燃料電池概論(01)【燃料電池…靠 「燃料」的『發電(機)電池』】[DV上傳http://bit.ly/oZUBYz] [PPT上傳http://bit.ly/p5Trtz] (MUST化材系)20110915(RationalYou)燃料電池概論(02)【「6.7度」電解

(MUST化材系)20111006(RationalYou)燃料電池概論(05)【BENZ 宣稱FCV@H2安全無憂…量產@2014…市場@2017…續航 1000km…EV過渡期3~5年】[DV上傳

『水』製&▼儲『氫』後燃料電池「只剩1度」(交流電)?】[DV上 傳http://bit.ly/qQGuaR][PPT上傳http://bit.ly/pmd6KO] (MUST化材系)20110922(RationalYou)燃料電池概論(03)【為何FCV(燃料 電池車)高壓氫700Bar(100L)可駛500~1000km?】[DV上傳 http://bit.ly/nhykaC][PPT上傳http://bit.ly/rn8qNZ] (MUST化材系)20110929(RationalYou)燃料電池概論(04)【為何TOYOTA 認為EV(電動車)航程160km太短、長程FCV(燃料電池車)800km才 夠?】[DV上傳http://bit.ly/nhykaC][PPT上傳 http://bit.ly/pvpIFT] Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Rational授課(2011年11月)以EnerMaster商品為例 (MUST化材系)20111110(RationalYou)燃料電池概論(08)【燃料電池成 本≒JPY1萬/kW…燃料電池壽命≒50萬km/5000Hrs】[DV 上傳http://bit.ly/t7EtES][PPT上傳http://bit.ly/voPf9w] (MUST化材系)20111117(RationalYou)燃料電池概論(09)【1kW家用 FC@CHP…數10萬台JPY60~80萬@2015…200萬台JPY50萬 @2030…SOFC取代PEFC】[DV上傳http://bit.ly/uU6yvh] [PPT上傳http://bit.ly/uaZVDx] (MUST化材系)20111124(RationalYou)燃料電池概論(10)【日本JPY50 萬1kW家用FC…100萬台1kW≒1座核電廠(蓋10年)…10年

CHP熱回收≒JPY50萬】[DV上傳http://bit.ly/v6deY3]

(MUST化材系)20111013(RationalYou)燃料電池概論(06)【1kg甲 醇NTD10使1kW的RMFC可發電1小時…電費(1度電)近乎 (NTD10)日本電價】[DV上傳http://bit.ly/r2i9iE][PPT 上傳http://bit.ly/odwUHA] (MUST化材系)20111020(RationalYou)燃料電池概論(07) 【TOYOTA與HONDA通用FC…JPY500萬@2015…FCV可

500km/EV只150~250km】[DV上傳http://bit.ly/r3a27Q] [PPT上傳http://bit.ly/qV966Y] Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Rational授課(2011年12月A)以EnerMaster商品為例 (MUST化材系)20111201(RationalYou)燃料電池概論(11)【日本CASIO隨 身NB/DSC微型RMFC失敗(三大)原因≒微型量產性、消費廉價 性、能源替代性】[DV上傳http://bit.ly/sICQuO][PPT上傳 http://bit.ly/tzaT89] (MUST化材系)20111208(RationalYou)燃料電池概論(12)【德國SFC可攜 式DMFC成功(三大)關鍵≒燃料方便性、逐批量產性、利基價值 性】[DV上傳http://bit.ly/srT4xu][PPT上傳 http://bit.ly/tQqOe9] (MUST化材系)20111215(RationalYou)燃料電池概論(13)【PEMFC/ RMFC於UPS(不斷電系統)/BPS(備援電力)市場(四大)困境≒燃料

昂貴/啟動遲緩、產品壽命短、能源替代性、技術展延性】[DV上 傳http://bit.ly/v6S7Gw][PPT上傳http://bit.ly/t9sj0r]

[PPT上傳http://bit.ly/ut4jYB]

Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

http://bit.ly/qS2aPJ][PPT上傳http://bit.ly/nSJgRa]

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Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

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Rational授課(2011年12月B)以EnerMaster商品為例

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FC應用:1~10~100~1kW@身邊、10k~100kW@分散

(MUST化材系)20111222(RationalYou)燃料電池概論(14)【日本1kW家用 FC配套(三大)措施≒10年回收JPY50萬(熱)、電價高達1度NTD10、 1M台FC售價JPY50萬=核電廠(1座)成本】[DV上傳

http://bit.ly/uHmSwK][PPT上傳http://bit.ly/tdCX42] (MUST化材系)20111229(RationalYou)燃料電池概論(15)【日本1kW家 用FC量產進程(三大)變因≒增修RGFC設計、漸由SOFC替代、轉 資311震災】

Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ;簡報@ http://www.issuu.com/enermaster

(p.25)

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FC受矚目的理由(1)範圍、效能、熱回收

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.26)

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FC受矚目的理由(2) 熱回收 vs.火力發電

(a) 火力發電 (如:最尖端的大型高效率系統) (b) 燃料電池(如:NG重組型的小型廢熱利用)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(01)燃料電池是什麼】

(p.27)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(01)燃料電池是什麼】

(p.28)


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FC受矚目的理由(3) 排放(NOx、SOx) ≒零

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(01)燃料電池是什麼】

(p.29)

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FC受矚目的理由(4)電池_充電&壽命&重量100Wh/kg

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【 Taiwanese battery companies, ITRI, by Digitimes 2007/6 (PSI.com.tw)】

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(p.30)

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FC受矚目的理由(5)電池充電100分/500km

OUTLINE 引言: 先Review最新FC的News ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能) +35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱+ 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱 ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年)

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術:可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境:電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW) Source: rational@enermaster.com.tw 【20111013《燃料電池車銷聲匿跡?》熱潮過去之後≒技術課題被穩步攻克…JPY500萬 @2015…FCV可500km/EV只150~250km】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58118-20110929.html?ref=ML

(p.31)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW)

(p.32)


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(china-hydrogen.org)20111223 (weiphone.com) APPLE(蘋果)專利 ≒研究使用燃料電池系統的MacBook …(氫)續航力≒數天/一周 …強調EPEAT評等…提交@2010 □美國專利商標局日前公佈了APPLE獲得的兩項專利﹐這兩項專利名為 「Fuel Cell System to Power a Portable Computing Device」和「Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device」。 ‧據悉﹐這兩項專利暗示APPLE可能在研究使用燃料來給類似MacBook這樣 的便攜設備提供電力。

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【(china-hydrogen.org)20111223(weiphone.com)APPLE(蘋果)專利≒研究使用燃料電池系統的 MacBook…(氫)續航力≒數天/一周…強調EPEAT評等…提交@2010】http://china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2011-12-23/1298.html(p.33)

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APPLE(MacBook)專利(氫)續航力≒數天/一周

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【(china-hydrogen.org)20111223(weiphone.com)APPLE(蘋果)專利≒研究使用燃料電池系統的 MacBook…(氫)續航力≒數天/一周…強調EPEAT評等…提交@2010】http://china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2011-12-23/1298.html(p.35)

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APPLE(MacBook)專利(氫)續航力≒數天/一周 ☉根據APPLE提交的專利申請檔﹐他們認為目前世界上由於對石油燃料過 度依賴導致了許多不穩定的因素。 ‧消費者意識到使用可再生能源的重要性。 ‧APPLE指出電子產品環境評估工具(EPEAT)讓消費者逐漸認識到電子產 品環保性的重要。因此他們希望能在自己產品中使用可再生能源。 ☉APPLE指出使用氫和其他關聯燃料可以讓設備在不重新添加燃料的前提下 運行數天甚至是一周的時間。 ‧他們還指出創建一個便攜且高效的氫燃料電池系統的挑戰很大。 ‧APPLE描述了如下一個燃料電池系統﹕它既能給可充電電池提供電力﹐也 可以從電池獲得電力。 ‧這類電池主要是用於類似於MacBook這樣的設備之中。 ☉這樣燃料電池系統就不必攜帶一個笨重的電池﹐很大程度上減小了系統的 重量、成本以及尺寸大小。 ‧燃料電池系統中有一個燃料電池堆﹐它能夠將燃料轉化成電力。 ‧其中還帶有一個控制器﹐控制燃料電池系統的運作。 Source: rational@enermaster.com.tw ; 【(china-hydrogen.org)20111223(weiphone.com)APPLE(蘋果)專利≒研究使用燃料電池系統的 MacBook…(氫)續航力≒數天/一周…強調EPEAT評等…提交@2010】http://china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2011-12-23/1298.html(p.34)

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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.1A)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

(p.36)


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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.1B)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

(p.37)

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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.2B)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

(p.39)

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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.2A)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

(p.38)

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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.3a)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

(p.40)


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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.3b)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

(p.41)

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US20110313589A1(APPLE) Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device (Fig.4)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【US20110313589A1(APPLE)Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device】

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(p.42)

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FC系統-系統架構 & 技術分工

OUTLINE

(1)合金氫罐

☉FC架構:

BOP (熱與水管理)

(2)高壓氫瓶

‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

(3)加水產氫

☉FC種類:

(4)改質製氫

‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫

FP (Fuel Processor) (燃料處理器)

‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

熱管理 水管理

EMS (電能管理) 餘熱回收 餘水回收

☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能) +35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱+ 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱 ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年)

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW)

Integration (整合)

‧DMFC(1~10W~100W)技術:無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術:可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境:電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW)

Stack(燃料電池堆) (p.43)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(滄海書局)200803(黃鎮江)燃料電池(01)燃料電池簡介(01-05)燃料電池系統】

(p.44)


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台灣氫能與燃料電池產業「專業分工」嗎?

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(PEMFC)MEA(膜電極組)堆疊Cells≒發電Stack ◇當一組燃料電池運轉時﹐工作電壓為0.6~0.8V﹐這意味著﹐要產生足夠 的電壓﹐需要把許多電池串聯起來﹐構成一個電池組﹐如圖↓所示。

Fuelcell.swf

*南亞電 *碧氫 Source: rational@enermaster.cm.tw (2012/03/) (工業材料)200907p051(曹芳海@ITRI能環所)燃料電池技術專題導言:燃料電池產業蓄勢待發

(p.45)

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20/40/80Ceslls的STACK操作@12/24/48V 4cm

4cm 5cm

Single Cell

0.6V, 10A = 6W 20cm2 @ 500mA/cm2

4cm

5cm

Fuelcell.swf

Source: www.sglcarbon.com

8cm

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.46)

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直流轉換器可用於將燃料電池的可變化的I-V 曲線行為轉變為一固定的電壓輸出

5cm

串聯 2 Cells 1.2V, 10A = 12W

0.6V, 20A = 12W 40cm2 @ 500mA/cm2

Stack

串聯 20 Cells 12V, 10A = 120W Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/)

串聯 20 x 2 Cells 24V, 10A = 240W

串聯 20 Cells 12V, 20A = 240W

(p.47)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(09)燃料電池系統介紹

(p.48)


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H2高壓700Bar(100L)時FCV方可駛500公里

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氫脆…不銹鋼@高壓H2高溫…(改用)碳纖維(質輕) △高強度的不銹鋼暴露在氫氣中﹐尤其是在高溫高壓下﹐容易發生氫脆現 象﹐失去強度﹐產生裂縫。 ◎壓縮儲氫技術近年來的研究主要在以下兩個方面﹕ ‧對容器材料的改進﹐使耐壓更高﹐本身質量更輕[Rational編註:如≒碳

≒60kL 1/1000 ≒2wt.%(250Kg) 1/400

@-253℃

纖維複合材料]﹐以及減少氫分子透過容器壁﹐避免產生氫脆現象等﹔ ‧在容器中加入某些吸氫物質﹐大幅度地提高壓縮儲氫的密度﹐甚至使其達 到「準液化」的程度﹐且當壓力降低時﹐氫可以自動地釋放出來。

≒70Kg 1/300

@250~350ATM ≒200L

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.49)

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H2 (火焰100秒)集中…汽油(燃燒?分鐘)蔓延!! ☉這兩張照片比較點燃漏氣的氫氣罐與漏油的油箱火災狀況著火60秒後照 片﹐氫火焰已逐漸消退﹐而汽油火焰愈加激烈﹔ ‧經過100秒﹐所有的氫火焰消失和車內完好無損﹐汽車則持續燃燒了幾 分鐘﹐並完全燒毀。

Source:rational@enermaster.com.tw (2011/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(6)打造一個氫能社會】

(p.51)

(p.50) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

(protonenergy.com)HG(HOGEN)S-Series(NTD4M) 6.7kWh/m3 [消耗6.7度電→(產氫量可發)1度電]

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(protonenergy.com)HG(HOGEN)200Psi≒13.8Bar(S10≒250LPH)(S20≒500LPH)(S40≒1000LPH)6.7kW(NTD4M)】

(p.52)


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低碳@Refom→FCV@2030→零碳@2035

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Reformer產氫: 即時(發電)/純化 (儲存) 高溫&高壓 →LIFE短

53 Source:【20091027(MOEA,BOE,ITRI)發展綠能產業與建構低碳社會(03)日本定置型FC(熱電)商業化(Dr.Honda@GasAndPowerCo】 (p.53)

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製氫(~70%)的SR(蒸氣重整)…H2O是H2來源

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】

(p.55)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (工業材料)2007/10(吳俊達)Reformer產氫技術的發展與應用

(p.54)

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製氫(~50%)的POX(部分氧化)法&其它…

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】

(p.56)


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天然氣(CH4)SR(水蒸氣重整)製氫&熱(吸&放)

天然氣(CH4) POX(部分氧化)製氫&熱(吸&放)

空氣

(p.57) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

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天然氣(CH4) ATR(自熱重整)製氫&熱(吸&放)

(p.59) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

(p.58) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

天然氣SR製氫&發電&熱(吸&放)CHP(熱&電)

(p.60) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】


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BOP(熱&水平衡)≒3熱交換器、2蒸氣分離器

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能) +35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱+ 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱 ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年)

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術:可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境:電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(01)燃料電池簡介】

(p.61)

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PEMFC構造和發電原理

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.62)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/)

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PEMFC的PEM之Nafion結構…保濕!?

(p.63)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.64)


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FC (少用&急開)導致Pt燒結和脫落(LIFE降低)

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影響PEMFC性能因素:Pt、CO、H2O&溫度

0.4W(cm^2)

0.4mg(cm^2)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.65)

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PEMFC-Cell-內加濕 (vs.外加濕)

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/05/); (全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001) 2003/11 (04)PEMFC

(p.66) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

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雙極(兩面)板@MEA:導流+導電+散熱

(p.67)

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/05/); (全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001) 2003/11 (04)PEMFC

(p.68)


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(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW_BOP(需CVM)

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(Ballard.com)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

(p.69)

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(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW_OP(活化@每2月)

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(Ballard.com)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

(p.71)

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(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW@AirCooling(Blower)

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(Ballard.com)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

(p.70)

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(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(1)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.72)


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(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(2)

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(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(3)

1.6bar(g)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.73)

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(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(4)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.75)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.74)

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(plugpower.com)PEMFC(GenDrive_Lift)Hybrid@Cap (GD-160,8.7kW)(GD-170,10.1kW)350Bar,1.8Kg,180Sec

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (plugpower.com)PEMFC(GenDrive_Lift)Hybrid@Cap(GD-160,8.7kW)(GD-170,10.1kW)(Dc36~48V)350Bar,1.8Kg,180Sec】

(p.76)


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DMFC運作原理

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DMFC的地雷: 直接得6H+,但需牽引18H2O 甲醇:6~10v% 陽極H2O濃度高 A→C的H2O極多

耗能: 1 不斷排出CO2 2.升溫到60℃ 3. 送回1+18H2O

‧陽極:CH3OH + H2O →CO2 + 6H+ + 6e– ‧陰極:3/2 O2 + 6H+ + 6e– →3H2O ‧A→C: 6(H+)x 3H2O=18 H2O﹔∴必須回收19/21(~除濕?) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.77)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (EnerMaster)200710(p118)直接甲醇FC技術的發展(康顧嚴)

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每1kW的DMFC和PEMFC白金(各需100g和1g)

0.4W (cm^2) 0.04W (cm^2)

(p.78)

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(UltracellPower) RMFC vs. DMFC

0.4mg (cm^2)

4.0mg (cm^2) 需能回收水(1+6x3)/21 (類似~除濕機?)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (五南出版)燃料電池…原理與應用(衣寶蓮)2005/03 (05)DMFC

(p.79)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (UltracellPower.com)RMFC-XX25

(p.80)


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(SFC.de)DMFC的25,65,90W 都23L約9kG (保固4.5kH)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

(p.81)

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SOFC構造: 家用FC圓管型@TOTO & Kyocera

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.83)

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SOFC工作原理: 可發電的CO@電化學

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.82)

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化石燃料與FC供給關係…選擇性SOFC最高

(p.84) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】


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SOFC vs. PEFC…克服●4缺點…多出♁2優點 ♁電>熱@CHP

OUTLINE ☉FC架構:

○可選擇的原燃料多

‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

♁ 水箱Compact@高溫CHP

☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能) +35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱+ 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱 ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年)

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術:可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境:電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(02)FC的原理與特徵】

(p.85)

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硼氫化鈉加水產氫之反應與控制機制

(p.86)

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CEA的PEMFC用MEMS製Stack、NaBH4產氫

☉化學產氫的發展﹐仍以硼氫化鈉與水反應產氫為主﹐在觸媒轉化效率上﹐因其 反應將釋放熱能﹐有助於反應效率之提升﹐能量密度約為1800~2200 Wh/Kg ▲ ﹐但有固體硼氧化鈉副產物產生(圖↓)﹐需考慮燃料罐的設計與回收﹐相對 燃料成本較高。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】

(p.87)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Audrey Martinent-Beaumont﹐「Study and Development of Micro-PEMFC」﹐2009 Small Fuel Cells

(p.88)


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Fraunhofer的PEMFC平面式Stack、NaBH4產氫 ◇(2009/4/)Fraunhofer 發表平面式Stack設計﹐應用於氫氣燃料電池系統(圖 ↓)﹐ 著重Stack的小型化及輕量化設計﹐空氣極以低流阻之自然對流 流路設計﹐適合Blower 等低推力元件。 ▽另獨特的電性連結設計﹐可先就Cell進行組裝後﹐再進行Stack疊組裝﹐ 可追蹤各Cell性能衰減之狀況﹐但在電池組裝均勻性及封裝仍會面臨較 大的考驗﹐高功率Stack功率密度可達260 W/Kg 。 ‧2010 年初已開始搭配相關載具進行系統整合與測試﹐並配合NaBH4 材 料產氫燃料罐之設計開發﹐提供燃料電池系統運作之穩定氫氣供應源。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Stefan Wagner﹐「Development and Characterization of Semi Passive PEM FCs」﹐2009 Small Fuel Cells

(p.89)

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NTT-PEMFC平面式2W、8.25 Wh、144g/57mL □小型化PEMFC 設計仍著重於Stack微小化與氫氣供應源設計為主﹐以獲 得穩定輸出之燃料電池系統﹐ ◇其中(2008/11/)日本NTT 電信發表2W 氫氣燃料電池系統提供手機電源 應用(如圖↓所示)‧平面式Stack設計有助於薄型化實體實現﹐室溫輸 出功率可達200 mW/cm2 ﹐ ‧搭配AB5 儲氫材料且設計壓力降低至2.0 MPa ﹐填裝密度達508

NL/L ﹐可裝填6.7 L 氫氣﹐實際提供8.25 Wh 的電量﹐ ‧系統體積可降至57 mL 、重量144 g 。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Kazuya Akiyama﹐《An Air-Breathing Single Cell Micro PEMFC System with AB5-Type Metal Hydride and an Ultra-Low Voltage Input Boost Converter》﹐2008 Fuel Cell seminar and exposition

(p.90)

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Aquafairy的PEMFC微型Stack(0.8W/10g/7mL)

微晶片用微型DMFC供4mW…(未來)燃料≒葡萄糖

◇(2009/11/)由GS Yuasa 公司出資成立之Aquafairy 公司發表氫氣微型燃料 電池系統﹐ ‧薄型化Stack設計協助系統體積縮小至僅7 mL 、重量10 g 、最大輸出功 率0.8 W (圖↓)。

☉微流體裝置的概念形成於上世紀八十年代末期﹐被譽為將徹底改變醫 學診斷、食品安全、藥物開發和基因排序等領域的技術。 △然而設備中所有必要部件的集成始終是一個限制因素﹐阻礙了微流體概念 的實用化。 ‧微流體晶片體積小且易於加工﹐但是樣品分析所需的電源、泵和控制電 路通常為外置的體積較大的部件﹐並不是微型結構。 ▽巴賽隆納微電子研究所的Neus Sabaté團隊將微型DMFC(直接甲醇燃料 電池)集成在微流體平臺中﹐該燃料電池可提供4mW的電力﹐足夠驅動 裝置運行。 ‧此外﹐Sabaté的團隊還在致力於研究更高程度的裝置集成﹐採取的方法是 使用同一種聚合物製備元件而採用不同的燃料(如葡萄糖)進行試驗。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.zimbio.com/pictures/7adtSH_Z4YW/6th+International+Hydrogen+Fuel+Cell+Expo/FyIt4bcQHWn

(p.91)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://china-hydrogen.org/fuelcell/otherfc/2011-12-07/1260.html 【(china-hydrogen.org)20111207(中國氫能源網)微晶片用微型燃料電池…DMFC供4mW… (未來)燃料≒葡萄糖】

(p.92)


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(MTI)被動式DMFC≒回水、排放CO2、克服甲醇穿透

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(JPL)主動式DMFC系統複雜&散熱(回收水)體積大

☉MTI 公司核心技術主要是利用Stack題結構設計達到內部回水的目的﹐以 節省燃料儲存的空間﹐進而縮小系統體積﹐如圖↓所示。 ☉其中透過PEM如PFSA 、碳氫型等薄膜特性及厚度來克服甲醇穿透問 題﹐並搭配CO2排放等控制手段來提升燃料效率﹐系統輸出功率也可藉 由甲醇供應流量來調控﹐ ☉2010 年初宣稱MEA 在純甲醇條件下可達100 mW/cm2 的水準﹐目前積 極送樣品給合作廠商進行手機等系統實際測試﹐以得到改善的回饋。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.mtimicrofuelcells.com/technology/ breakthrough.asp

(p.93)

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Toshiba販售Dynario的DMFC薄型化Stack厚度2cm ◇(2009/10/)Toshiba 公司在日本販售的Dynario DMFC 充電器最受矚目﹐ ‧薄型化Stack設計已可將系統厚度降低至2cm (圖↓)﹐ ◎至於選擇現行燃料補充罐設計的原因包括﹕ ‧符合燃料罐、DMFC 系統與燃料接頭的設計﹐其規範含燃料罐須承受 100kgf 擠壓而不漏液﹐燃料罐出口液體排出壓力小於0.1 MPa ﹐與燃 料接頭、燃料電池內部的任何部位須承受液體出口壓力0.2 MPa 以上﹔ ‧增加燃料攜帶內容量等﹐以滿足燃料攜帶安規及最大能量密度之需求。

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 Schematic of a DMFC system and the internal distribution of components in a 300W DMFC system fabricated at JPL.】

(p.94)

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Panasonic的DMFC≒20W@外置、100W@可移動 ☉Panasonic 公司於2008 年10 月發表與筆記型電腦整合的內置式燃料電池系 統與獨立式的外置充電器﹔外置充電器系統體積為360mL﹐大小約為一 本平裝書﹐平均功率為10W﹐發電效率可達到每mL甲醇輸出1Wh 。 ☉2009 年底再度發表新的外置式充電器﹐如圖↓所示﹔ ‧藉由大幅縮減Stack與周邊元件的體積﹐在系統總體積不變的狀況下﹐將 平均輸出功率提升至20W ﹐並調整MEA上氣體擴散層的甲醇透過率 來降低甲醇穿透的狀況﹐使Stack壽命提升至5000小時以上。 ☉Panasonic另開發輸出功率100W的可移動式發電機﹐因體積與重量方面 較目前使用之引擎發電機輕便﹐有望做為戶外應用的電源。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.digitaltrends.com/mobile/toshiba%E2%80%99s-dynario-fuel-cell-charger-lights-up-gadgetswith-methanol/

(p.95)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 (p.96) http://fuelcellsworks.com/news/2009/12/28/panasonic-develops-direct-methanol-fuel-cell-system-with-high-power-output-and-durability/


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Samsung軍用25W的DMFC無方向性、耐環境&防護

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SFC的DMFC(M-25與JENNY-600S) 25W

☉SAMSUNG的這款軍用燃料電池【重量「只有」3.5kg】﹐夠一個士兵正常使 用【3天(72個小時)】以上。[▼若20W則1440Wh≒甲醇1.5kg+DMFC主機 2kg]﹔同類產品續航時間如果達到72小時﹐重量則要達到【8~10kg】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Seong Kee Yoon et al.﹐「Direct Methanol Fuel Cell Systems for Portable Applications」﹐2009 Fuel cell seminar & exposition

(p.97)

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(SFC.de)DMFC(udomi.de)(EFOY)WH@Loder

Source:rational@enermaster.com.tw(2012/03/) 【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)WH@Loder】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.sfc.com/en/wpp-man-portable.html

(p.98)

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(SFC.de)DMFC(udomi.de)(EFOY)RV@Travel

(p.99)

Source:rational@enermaster.com.tw(2012/03/) 【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)RV@Travel】

(p.100)


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(SFC.de)DMFC(udomi.de)EFOY-PRO採用100%甲醇

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(SFC.de)DMFC(udomi.de)(EFOY-Pro)GSM-2、GSM-GPS-2

甲醇燃料桶特點: •超高能量密度~ 1100Wh/kg •安規認證 •5年以上的保存期 •全球均有供應佈點(??) SMS

Email

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

(p.101)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

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(SFC.de)DMFC(EFOY-PRO)HYBRID≒輸出電壓自動調變

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(Hitachi)DMFC(UK-CPI代理)120W效率(只有)22~29%

1Kg 40%估計=120W*4H

△One for all – charges 12V and 24V batteries EFOY-PRO is compatible with 12V and 24V batteries. ▽The integrated charge control system identifies battery voltage and automatically adjusts the charging voltage.】 Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)90W(EFOY-PRO)Series】

(p.102)

(p.103)

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(Hitachi)DMFC(UK-CPI)120W=7A@DC16.8V,11L,7Kg@Dry,1Kg@Fuel】

(p.104)


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(Hitachi)DMFC其120W採40wt%甲醇0.45L+水0.45L

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Oorja的DMFC(79 Kg)@搬運叉車…甲醇 12L≒12kWH▼=12Hx1kW…駛644km=12Hx54km(H) ☉目前位於加利福尼亞州的OorjaProtonics公司對外展示了其液體甲醇燃料電池 技術﹐該技術可以將電動車的行駛里程增加到400多英里(相當於644Km)。 ☉這種新型燃料電池命名為OorjaPacModelIII﹐擁有20kWH(天) [▼≒ 1000W@20H]的能量輸出﹐據公司稱﹐這種技術所提供的能量要高於其他 競爭技術50倍。 ‧OorjaPacModelIII擁有一個12公升[≒12kWH]的甲醇燃料儲存罐﹐在滿載 的情況下可以支援車輛連續行駛12-16小時[1kW12H≒12kWH]。 ☉公司的最初目標市場是物料搬運工業領域﹐其生產的燃料電池可以作為電動 叉車的車載電池充電器/增程器使用。

Source:rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(Hitachi)DMFC(UK-CPI)120W=7A@DC16.8V,11L,7Kg@Dry,1Kg@Fuel】

(p.105)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 【(china-hydrogen.org)20110602(RationalYou)氫能增程技術可以減輕電動車增程煩惱 (5)OorjaProtonics(DMFC@搬運叉車)甲醇12L≒12kWH▲=12Hx1kW﹔駛644Km=12Hx54Km(H)】

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Casio-RMFC-(micro-reactor) Schematic

(p.106)

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(Casio)TW244233B(Fig.2) (4)微化學反應裝置 (33)電極 (4)微化學反應裝置

(33)電極

(21)發電燃料供給細管 (17)凹部

(23)氧氣供給細管 (34)圓孔

(24)圓孔 (30)圓孔

~CO去除部 (26)圓孔 (31)圓孔

(32)圓孔

(22)發電生成物排出細管

~燃料加熱改質部

(15)第1外裝板

(25)圓孔

(27)燃燒燃料供給細管

(16)第2外裝板

(29)氧氣供給細管

(18)凹部

(28)燃燒氣體排出細管 (12)第1基板 (13)第2基板 (14)第3基板

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; J Power Sources 2005 (V145) p0691~696 (Casio)

(p.107)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (Casio)F1(TW244233B)化學反應裝置及燃料電池系統

(p.108)


【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

(Casio)TW244233B(Fig.3) (4)微化學反應裝置 (33)電極

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(Casio)TW244233B(Fig.4) (12)第1基板~(2) →(46)

(58)改質流路溝

(42)CO去除流路

(43b)預定位置 (56)狹縫

(35)放熱防止膜

(45)選擇氧化觸媒層 (38)耐壓隔板 CH3OH+H2O↓

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(44)改質觸媒層

(23)氧氣供給細管

(58)改質流路溝

(41)氣化流路 (56)狹縫

(33)電極

O2↓ (59)CO去除流路溝

(56)狹縫

(36)放熱防止膜 (41)氣化流路

(15)第1外裝板

(38)耐壓隔板

(21)發電燃料供給細管

(41)氣化流路 (17)凹部

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(43)CO去除流路 (33)電極

(12)第1基板

(15)第1外裝板 (57)氣化 流路溝

(41)氣化流路

(12)第1基板

(57)氣化 流路溝

(57)氣化流路溝 (57)氣化流路溝

(59)CO去除流路溝

(13)第2基板

(38)耐 壓隔板

(38)耐壓隔板

(33)電極

(14)第3基板 (37)間隙

(51)燃燒燃料 氣化流路溝

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(16)第2外裝板 (27)燃燒燃料供給細管

(18)凹部

(46)第1微泵

(11)薄膜加熱器

(38)耐壓隔板 CH3OH↑

(75)燃燒燃料氣化流路 (56)狹縫

(76)燃燒流路排氣流路 (38)耐壓隔板 (51)燃燒燃料氣化流路溝 (56)狹縫 (54)燃燒觸媒層 (36)放熱防止膜 (52)燃燒流路溝

(77)排氣流路

(38)耐壓隔板 (42)CO去除流路 (59)CO去除流路溝 (43b)預定位置

(35)放熱防止膜

(p.109)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (Casio)F1(TW244233B)化學反應裝置及燃料電池系統

(38)耐壓隔板

(43)CO去除流路 (17)凹部 (37)間隙 (35)放熱防止膜 (38)耐壓隔板 (36)放熱防止膜

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(Casio)TW244233B(Fig.6) (14)第3基板~ (3)→(47)

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(15)第1外裝板

(56)狹縫

(38)耐壓隔板 (33)電極

(16)第2外裝板

(38)耐壓隔板

(11)薄膜加熱器

(38)耐壓隔板

(14)第3基板 (76)燃燒流路排氣流路

(75)燃燒燃 料氣化流路

(56)狹縫

(56)狹縫

(51)燃燒燃料氣化流路溝

(56)狹縫

(51)燃燒燃料 氣化流路溝

(53)排氣流路溝

(33)電極 (38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(56)狹縫

(56)狹縫 (77)排氣流路 (52)燃燒流路溝

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板

(75a)預 定位置

(56)狹縫

(13)第2基板

(56)狹縫

(p.110)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (Casio)F1(TW244233B)化學反應裝置及燃料電池系統

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(Casio)TW244233B(Fig.5)(13)第2基板~(6) →(11)

(56)狹縫

(38)耐壓隔板

(37)間隙 (35)放熱防止膜

(38)耐壓隔板

(38)耐壓隔板 (36)放熱防止膜

(17)凹部

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (Casio)F1(TW244233B)化學反應裝置及燃料電池系統

(47)第2微泵 (p.111)

(37)間隙 (35)放熱防止膜 (18)凹部 (36)放熱防止膜

(38)耐壓隔板

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (Casio)F1(TW244233B)化學反應裝置及燃料電池系統

(p.112)


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Casio-RMFC-4W-Device Config.

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

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Casio-RMFC-4W-System Schematic

(p.113)

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Casio-RMFC-4W-Reformer~Thermal

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

(p.114)

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UltracellPower-RMFC-XX25-Spec(1)

20 Min

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

(p.115)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (UltracellPower.com)RMFC-XX25

(p.116)


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UltracellPower-RMFC-XX25-Spec(2)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (UltracellPower.com)RMFC-XX25

UC-RMFC-XX25 72 Hour (vs. BB2590)

(p.117)

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Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (UltracellPower.com)RMFC-XX25

(p.118)

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Ultracellpower-RMFC@NB-LIB(2)

UC-RMFC-MS25~8500Wh (vs. LAB)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (UltracellPower.com)RMFC-XX25

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(p.119)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (Ultracellpower.com)RMFC-XX25(Partnership)2006/06/08

(p.120)


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CN1846324(Fig.6)RMFC(抗CO@HT膜)含H2回收 燃料電池系統 440

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(IdaTech)RMFC(iGen)250W@Charger(濾H2@鈀膜)

燃燒用甲醇供應管線 27 發電用甲醇供應管線 29

燃料處理器(15)

燃料電池(20)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (Ultracell)F01=F02(CN1846324)高效微燃料電池系統和方法

(p.121)

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(IdaTech)RMFC(iGen)250W(濾H2@鈀膜)=18kg Parameter ‧Power output ‧Voltage ‧Battery type ‧Electrical Turn Down ‧Fuel Consumption at Rated Power

Value ≒250 W ≒DC 12 or 24 V

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RMFC1kW(4*18kg=72Kg)發電8kWh需80Kg 300 250

≒Lead Acid ≒5:1 < 420 mL/hr

200

‧Start-Up Time < 15 min ‧Fuel consumption per Start (to online) < 130 mL ‧DC to DC Converter Efficiency > 92% ‧Overall System Efficiency > 20% ‧High temperature operation ≒50℃ ≒-20℃ ‧Low temperature start-up ‧Weight ≒18kg ‧Noise (7m) <▲dB Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(IdaTech.com)RMFC(iGen)250W(18Kg,15Min)】

(p.122)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(IdaTech.com)RMFC(iGen)250W(18Kg,15Min)】

LIB

Kg 150

RMFC+M

100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

(p.123)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/)

kWH

(p.124)


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(Matsushita)F07(US6183895)Fig.14 (250W)30kg

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搭載FC的自動販賣機≒電700W+熱300W

†

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (Matsushita)F07(US6183895) 燃料電池發電系統

(p.125)

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VollerEnergy-RGFC-800W(VE600SR)(濾H2@鈀膜) ☉Voller has already released technology based on a 1kW steam reforming system that uses commercially available standard Calor Gas, liquefied petroleum gas (LPG) or propane. ‧This system was successfully demonstrated in a mobile Groundhog 360 welfare cabin, manufactured by GenQuip PLC. ‧In addition this system has been installed in a Beneteau 411 sailing cruiser.

Source: rational@enermaster.com.tw 2007/09/24 (VollerEnergy) Voller Collaborates with the University of Cambridge to Develop a Diesel, Bio-diesel, Kerosene and JP-8 Fuel Reformer

(p.127)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.126)

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VollerEnergy-RGFC-800W(Emerald) (濾H2@鈀膜) VollerEnergy改質瓦斯燃料電池Emerald

Source: rational@enermaster.com.tw 2007/09/24 (VollerEnergy)

800W的Emerald應用於住宅/工地

(p.128)


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低溫SOFC(1)微蜂巢結構-2

低溫SOFC(2)長1cm圓筒型-2

☉結果,在基材的孔壁上形成厚度20μm的電解質膜與厚度10μm的NiO-GDC層,而具備 燃料電池功能。 ‧經過該SOFC的發電測試,在700℃當中的功率輸出密度為230mW/cm2,以LSM-GDC系 SOFC而言,已具備全球最高 (?)發電性能。

☉該所計劃在1cm3大小的面積內,集積約100 支的單電池,成為一個約方糖大小 的燃料電池,在工作溫度500℃下具有7W的輸出功率。

◆圖﹕圓筒型的 SOFC…直徑 1.6mm、直徑 0.8mm

◆圖﹕錳系 Perovsky 材料(LSM) 微蜂巢結構示意圖

資料來源:產業技術總合研究所

資料來源:產業技術總合研究所 Source: rational@enermaster.com.tw (2007/08/); (Materialsnet)VIP(2007/02/26) SOFC材料及其研發概況

(p.129)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/08/); (Materialsnet)VIP(2007/02/26) SOFC材料及其研發概況

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低溫SOFC(3)圓扁平狀與波浪狀-1

(p.130)

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低溫SOFC(4)可降低內阻的反應抑制層

☉美國Siemens Power Generation公司在2006 年11 中旬於美國召開的「2006 Fuel Cell Seminar」中,就具備高輸出功率密度的SOFC為題發表講演。 ☉講演中提及該公司開發的不是圓筒型SOFC單電池,而是在將圓筒形狀壓為扁平狀的 剖面配置4 支支架(Rib)而為5 個通道(Channel)的「HPD5」和配置9 支支架而為10 個通道的「HPD10」SOFC(圖◆)。 ‧這樣的設計,其反應面積較圓筒型大,自然具備更高的輸出功率。 ‧具體而言,「HPD5」的輸出功率達280mW/cm2,「HPD10」則達330mW/cm2。 ☉另外,該公司亦開發在波浪狀剖面配置有9 個通道的「DELTA-9」SOFC。

☉2005 年10 月初,TOTO公司發表其利用獨家的陶瓷技術所研發出來的SOFC。該SOFC的最大 特色是在其電解質層與燃料極之間,另外設計有反應抑制層存在。 ‧電解質所用的是鑭鎵系陶瓷((LaSr)(GaMg)O3),反應抑制層則是使用鈰系陶瓷 ((CeLa)O2)。 ‧鑭鎵系陶瓷能在500℃溫度中工作,而增加反應抑制層設計則可防止與鎳起反應,讓電池 內阻減少1/2。 ☉TOTO 發表的SOFC 電池組(如↓圖◆)是由數十支外形尺寸為直徑5mm、長度50mm 的單電 池所組成的。其功率輸出在500℃為28W、600℃為37W。

◆圖﹕有反應抑制層設計的 SOFC 電池組

◆圖﹕圓扁平狀的 SOFC

資料來源:TOTO

資料來源:日經BP 社 Source: rational@enermaster.com.tw (2007/08/); (Materialsnet)VIP(2007/02/26) SOFC材料及其研發概況

(p.131)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/08/); (Materialsnet)VIP(2007/02/26) SOFC材料及其研發概況

(p.132)


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NanoDynamics-SOFC(50H)Hybrid(1)

Source: Ratoinal@EnerMaster.com.tw (2007/07/01)

(p.133)

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Mesoscopic MesoGen-SOFC-250W 項目 Weight / Size

Power

Operational Condition

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NanoDynamics-SOFC(50H)Hybrid(2)

Source: Ratoinal@EnerMaster.com.tw (2007/07/01)

(p.134)

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(AMI)SOFC(25W)≒耐環境、10小時@無人飛機

說明/內容 備註/其它 ‧Dry weight: 4.3 kg (9.5 lb) ‧Wet weight : 13.2 kg (29 lb) (for 5 days at full power) (120Hrs) (Rational: Fuel 9Kg≒ 250Wx120Hrs=30kWh) ‧Converter Size : 152x254x305 mm (6x10x12 inches) ‧Volume : 12 liters ‧System Specific Energy : 2280 Whr/kg (120 hour run time) ‧Fuel : Sulfur-Free JP-8 or Propane (丙烷) ‧Fuel Specific Energy : 3880 Wh/kg fuel (10.6 liters kerosene for 5 days) ‧Nominal Load Voltage : 25 V (22 to ‧Net User Power : 250 W Average 28 V Unregulated ) ‧Startup Time : <15 minutes (to ‧Nominal Delivered Current : 11 A 50% Power) ‧Altitude : 0~10,000 ft (0~3050 m) ‧Ambient Temperature Range : (derate by 3%/1000 ft above 2000 20~60 ℃ ft ) ‧Operational Orientation : ±45° from

◇其中25W 系統也通過相關嚴苛環境之測試﹐包括高低溫測試、鹽 霧測試、風沙測試及震動測試等﹐可說是頗為穩定之系統(圖↓)﹐ ‧但仍需克服系統操作溫度較高、可能增加系統額外的加熱元件與功 耗之議題﹐ ‧目前主要應用於軍方無人飛機及無人偵蒐機器人之電源供應上﹐ 已有無人飛機10 小時以上之飛行紀錄。

vertical Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2006/12/22) MesoscopicDevicesLLC(Datasheet)MesoGen-SOFC-250W(Military battery chaSOer) 2005/

(p.135)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Aaron Crumm﹐「Adaptive Materials and Portable SOFCs﹕Integration﹐Applications﹐and Durability」﹐2009 Small Fuel Cells

(p.136)


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(AMI)SOFC(Amie50)50W@LPG增程(無人飛機) ☉Ultra電子[▼ultra-ami.com﹔AMI≒adaptivematerials.com]公司近日稱﹐其 提供的新型 燃料電池使洛克希德‧馬丁公司製造的Stalker無人機系統的 航程與使用常規燃料相比增加了4倍。 ‧燃料電池[▼SOFC]利用丙烷和一種固態氧化物﹐能量密度達到了

1200 Wh/kg﹐是鋰電池[▼100Wh/kg]的4倍[▲未知SOFC重 量?]。 ‧燃料電池 動力艙將很快進行外場試驗﹐然後進入生產階段。 [SPEC]: 【(adaptivematerials.com)SOFC(Amie50)50W】 ‧Power≒50W Continuous ‧Peak Power≒Hybrid dependent ‧Output voltage≒ 26V (nominal) ‧Total Run Time≒ Hundreds of hours ‧Operating temperature≒ -15~55°C Source: rational@enermaster.com.tw ; http://china-hydrogen.org/fuelcell/otherfc/2011-09-08/1070.html 【(china-hydrogen.org)20110908(中國環保電池網)新型燃料電池使無人機增程4倍…(Ultra)AMI-SOFC@LPG≒1200Wh(kg)】

(p.137)

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BMW車用APU的500W小型SOFC@汽油 ☉BMW已開始嘗試類似於以上搭配方法的開發。BMW雖然主張H2引擎為21世紀汽車的動 力來源﹐但一直以來﹐仍持續在開發作為汽車用 APU(輔助電力系統)的FC。 ☉BMW氫汽車「750hl」的輔助電力﹐就是採用引擎用液態氫 的PEMFC。 ‧但BMW之前就已發表可作為新型輔助電力的小型SOFC﹐使用這款FC的重組汽車﹐十 分受人矚目。

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(AMI)SOFC(PowerPod)250W@16V,7.5kg,LPG ☉Real fuels – propane and LPG – power Adaptive Materials’250-watt fuel cell. ‧These fuel sources eliminate complicated logistics: ‧They’re lightweight, easy to transport, and available from local sources around the world. ◎ Safe, reliable, lightweight, energy efficient ‧ Works in freezing cold and scorching hot climates ‧ Powered by propane and LPG ‧ Stand-alone charger for many standard military battery types ‧ Convenient direct power source for electronics and battery chargers ‧ Rated at 6000-watt hours per day for unmatched convenience and independence ◎SPEC: ‧Power≒250W Continuous ‧Peak Power≒Hybrid dependent ‧Output voltage≒ 16V (nominal) ‧Total Run Time≒ Hundreds of hours ‧Operating temperature≒ -15~55°C ‧Dry System Weight≒7.5 kg

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(adaptivematerials.com)SOFC(PowerPod)250W@16V,7.5kg,LPG@Remote(DM)】 (p.138)

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SOFC@長途卡車APU…削減85%燃料@空轉 ☉這項工作是美國能源部更大專案的一部分﹐在過去十年中﹐這一項目就是 使SOFC可以進行實際運輸。 ‧這項工作的第一個成果﹐可能不會是轎車中的燃料電池﹐到目前為止﹐瓦 西門只製作出相對較小的燃料電池﹐而重大的工程工作仍有待完成。 ‧首次應用SOFC的車輛﹐可能會是長途卡車﹐這種卡車的駕駛室帶臥鋪。 ㊣▼設備供應商如【Delphi(德爾斐公司)和Cummins(康明斯公司)】正在開發 的燃料電池﹐可以驅動駕駛室內的空調、電視和微波爐[▼APU]﹐有 望【削減85%的燃料消耗】﹐這是對比《空轉的卡車發動機》而言。 ‧德爾斐公司的系統還採用了一種設計﹐可適用更薄的電解質﹐但運行溫度 高於瓦西門的燃料電池。 ‧燃料電池可以在星期一開啟﹐讓它低速運行一周﹐仍然可以減少85%的 能耗。德爾斐公司已經製成一個原型﹐而且計畫明年演示安裝在卡車上的 系統。

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.139)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2011-12-06/1255.html【(china-hydrogen.org)20111206(麻省理工科 (p.140) 技創業)汽油燃料電池提高電動汽車行程(Maryland大學)…650→350℃(薄)電解質(面型10cm2)SOFC@多種(現成)燃料、HYBRID@APU】


【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

10cm2面型SOFC@EV≒增程發電機 ☉新的燃料電池組[SOFC]體積很小﹐只需要10cm的邊長[面型]﹐就 足可以驅動汽車。 ‧如果你想開上電動汽車進行長途旅行﹐就需要一部燃氣驅動的發電機﹐就 像雪佛蘭‧福特中(Chevrolet Volt)的那種﹐這樣才能延長它的行駛里程。 △問題是﹐它用這樣的發電機運行﹐並不比傳統汽車更有效率。事實上﹐它 的效率甚至更低﹐因為它有一個沉重的電池組﹐帶起來很費力。

☉▼現在﹐美國Maryland(馬里蘭)大學研究人員開發出一種 【SOFC(solid-oxide fuel cell﹔固體氧化物燃料電池)】﹐更為有效﹐可以 替代《汽油發電機》。就像所有的燃料電池一樣﹐它【發電】依靠的是【化 學】反應﹐而不是《燃燒》燃料﹐而且發電效率【兩倍】於《內燃發電機》。

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能) +35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱+ 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱 ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年)

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術:可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境:電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw ; http://china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2011-12-06/1255.html【(china-hydrogen.org)20111206(麻省理工科 (p.141) 技創業)汽油燃料電池提高電動汽車行程(Maryland大學)…650→350℃(薄)電解質(面型10cm2)SOFC@多種(現成)燃料、HYBRID@APU】

(p.142)

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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)Features

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(SFC.de)DMFC(udomi.de)(EFOY-Pro)GSM-2、GSM-GPS-2

SMS

Email

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

(p.143)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

(p.144)


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(SFC.de)DMFC的25,65,90W 都23L約9kG (保固4.5kH)

(SFC.de)DMFC(udomi.de)(EFOY)WH@Loder

(p.145)

Source:rational@enermaster.com.tw(2012/03/) 【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)WH@Loder】

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

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H2高壓700Bar(100L)時FCV方可駛500公里 ≒60kL

(p.146)

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Reformer產氫: 即時(發電)/純化 (儲存) 高溫&高壓 →LIFE短

1/1000 ≒2wt.%(250Kg) 1/400

@-253℃

≒70Kg 1/300

@250~350ATM ≒200L

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.147)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (工業材料)2007/10(吳俊達)Reformer產氫技術的發展與應用

(p.148)


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NTT-PEMFC平面式2W、8.25 Wh、144g/57mL

(MTI)被動式DMFC≒回水、排放CO2、克服甲醇穿透 ☉MTI 公司核心技術主要是利用Stack題結構設計達到內部回水的目的﹐以 節省燃料儲存的空間﹐進而縮小系統體積﹐如圖↓所示。 ☉其中透過PEM如PFSA 、碳氫型等薄膜特性及厚度來克服甲醇穿透問 題﹐並搭配CO2排放等控制手段來提升燃料效率﹐系統輸出功率也可藉 由甲醇供應流量來調控﹐ ☉2010 年初宣稱MEA 在純甲醇條件下可達100 mW/cm2 的水準﹐目前積 極送樣品給合作廠商進行手機等系統實際測試﹐以得到改善的回饋。

□小型化PEMFC 設計仍著重於Stack微小化與氫氣供應源設計為主﹐以獲 得穩定輸出之燃料電池系統﹐ ◇其中(2008/11/)日本NTT 電信發表2W 氫氣燃料電池系統提供手機電源 應用(如圖↓所示)‧平面式Stack設計有助於薄型化實體實現﹐室溫輸 出功率可達200 mW/cm2 ﹐ ‧搭配AB5 儲氫材料且設計壓力降低至2.0 MPa ﹐填裝密度達508

NL/L ﹐可裝填6.7 L 氫氣﹐實際提供8.25 Wh 的電量﹐ ‧系統體積可降至57 mL 、重量144 g 。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Kazuya Akiyama﹐《An Air-Breathing Single Cell Micro PEMFC System with AB5-Type Metal Hydride and an Ultra-Low Voltage Input Boost Converter》﹐2008 Fuel Cell seminar and exposition

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(p.149)

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Toshiba販售Dynario的DMFC薄型化Stack厚度2cm ◇(2009/10/)Toshiba 公司在日本販售的Dynario DMFC 充電器最受矚目﹐ ‧薄型化Stack設計已可將系統厚度降低至2cm (圖↓)﹐ ◎至於選擇現行燃料補充罐設計的原因包括﹕ ‧符合燃料罐、DMFC 系統與燃料接頭的設計﹐其規範含燃料罐須承受 100kgf 擠壓而不漏液﹐燃料罐出口液體排出壓力小於0.1 MPa ﹐與燃 料接頭、燃料電池內部的任何部位須承受液體出口壓力0.2 MPa 以上﹔ ‧增加燃料攜帶內容量等﹐以滿足燃料攜帶安規及最大能量密度之需求。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.mtimicrofuelcells.com/technology/ breakthrough.asp

(p.150)

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Panasonic的DMFC≒20W@外置、100W@可移動 ☉Panasonic 公司於2008 年10 月發表與筆記型電腦整合的內置式燃料電池系 統與獨立式的外置充電器﹔外置充電器系統體積為360mL﹐大小約為一 本平裝書﹐平均功率為10W﹐發電效率可達到每mL甲醇輸出1Wh 。 ☉2009 年底再度發表新的外置式充電器﹐如圖↓所示﹔ ‧藉由大幅縮減Stack與周邊元件的體積﹐在系統總體積不變的狀況下﹐將 平均輸出功率提升至20W ﹐並調整MEA上氣體擴散層的甲醇透過率 來降低甲醇穿透的狀況﹐使Stack壽命提升至5000小時以上。 ☉Panasonic另開發輸出功率100W的可移動式發電機﹐因體積與重量方面 較目前使用之引擎發電機輕便﹐有望做為戶外應用的電源。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.digitaltrends.com/mobile/toshiba%E2%80%99s-dynario-fuel-cell-charger-lights-up-gadgetswith-methanol/

(p.151)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 (p.152) http://fuelcellsworks.com/news/2009/12/28/panasonic-develops-direct-methanol-fuel-cell-system-with-high-power-output-and-durability/


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Samsung軍用25W的DMFC無方向性、耐環境&防護

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SFC的DMFC(M-25與JENNY-600S) 25W

☉SAMSUNG的這款軍用燃料電池【重量「只有」3.5kg】﹐夠一個士兵正常使 用【3天(72個小時)】以上。[▼若20W則1440Wh≒甲醇1.5kg+DMFC主機 2kg]﹔同類產品續航時間如果達到72小時﹐重量則要達到【8~10kg】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 Seong Kee Yoon et al.﹐「Direct Methanol Fuel Cell Systems for Portable Applications」﹐2009 Fuel cell seminar & exposition

(p.153)

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每1kW的DMFC和PEMFC白金(各需100g和1g)

0.4W (cm^2) 0.04W (cm^2)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p135(蔡英文)(許盈盈)國際MicroFuelCell發展現況】 http://www.sfc.com/en/wpp-man-portable.html

(p.154)

【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

Casio-RMFC-4W-Device Config.

0.4mg (cm^2)

4.0mg (cm^2)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (五南出版)燃料電池…原理與應用(衣寶蓮)2005/03 (05)DMFC

(p.155)

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

(p.156)


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Casio-RMFC-4W-System Schematic

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UltracellPower-RMFC-XX25-Spec(1)

20 Min

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

(p.157)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (UltracellPower.com)RMFC-XX25

【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

CN1846324(Fig.6)RMFC(抗CO@HT膜)含H2回收 燃料電池系統 440

燃燒用甲醇供應管線 27

【APPLE(蘋果)微型FC(燃料電池)採用PEMFC/DMFC/RMFC/SOFC哪一種﹖】 rational@enermaster.com.tw (2012/03/28)

低溫SOFC(4)可降低內阻的反應抑制層 ☉2005 年10 月初,TOTO公司發表其利用獨家的陶瓷技術所研發出來的SOFC。該SOFC的最大 特色是在其電解質層與燃料極之間,另外設計有反應抑制層存在。 ‧電解質所用的是鑭鎵系陶瓷((LaSr)(GaMg)O3),反應抑制層則是使用鈰系陶瓷 ((CeLa)O2)。 ‧鑭鎵系陶瓷能在500℃溫度中工作,而增加反應抑制層設計則可防止與鎳起反應,讓電池 內阻減少1/2。 ☉TOTO 發表的SOFC 電池組(如↓圖◆)是由數十支外形尺寸為直徑5mm、長度50mm 的單電 池所組成的。其功率輸出在500℃為28W、600℃為37W。

發電用甲醇供應管線 29

燃料處理器(15)

(p.158)

燃料電池(20)

◆圖﹕有反應抑制層設計的 SOFC 電池組

資料來源:TOTO Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) ; (Ultracell)F01=F02(CN1846324)高效微燃料電池系統和方法

(p.159)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/08/); (Materialsnet)VIP(2007/02/26) SOFC材料及其研發概況

(p.160)


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