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rational@enermaster.com.tw (2012/04/26A) MUST(化材系) 燃料電池概論(13)【Ballard加濕水冷 ForkLift(堆高機)的STACK(FCvelocity-9SSL)可達20kW每kW僅USD500~700…保固10k小時】

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FC系統-系統架構 & 技術分工

(1)合金氫罐

2012H1(MUST化材系)燃料電池概論(13) Ballard加濕水冷ForkLift(堆高機)的 STACK(FCvelocity-9SSL)可達20kW每 kW僅USD500~700…保固10k小時 Dr. Rational You(游李興)

BOP (熱與水管理)

(2)高壓氫瓶 (3)加水產氫 (4)改質製氫 FP (Fuel Processor) (燃料處理器)

EMS (電能管理) 餘熱回收 餘水回收

熱管理 水管理

Integration (整合)

Founder & GM/ EnerMaster(能碩科技) 2012/04/26A@MUST化材系

Stack(燃料電池堆) (p.1)

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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。

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】

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

→ Fuelcell.swf

Fuelcell.swf

Source: www.sglcarbon.com 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.3)

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

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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】

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PEMFC的PEM之Nafion結構…保濕!?

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FC (少用&急開)導致Pt燒結和脫落(LIFE降低)

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】

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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.7)

(p.8) 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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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

雙極(兩面)板@MEA:導流+導電+散熱

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

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

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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

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

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

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

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

1.6bar(g)

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

Source: rational@enermaster.com.tw (2012/03/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(201105)】

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

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

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

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

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

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燃料電池堆高機設備市場 ☉過去堆高機市場使用鉛酸電池的技術非常穩定。 ‧然而﹐站在操作及維修的角度來看﹐使用電池有許多的挑戰。 ‧不僅電池花費不少時間充電﹐而且充電後使用前必須要等一段時間冷卻。 ‧此外﹐電池易有壓降的問題。 ‧整組電池的更換也花費不少時間﹐它需要經過許多的步驟﹐通常需要花費 15~30 分鐘。 ☉基於這些理由﹐燃料電池在使用週期上比電池有競爭力。 ‧尤其是堆高機經常要連續使用﹐當一天至少2~3班制使用時﹐它需要常 常更換整組的電池。 ‧美國政府對於燃料電池堆高車﹐每kW已提高補助款為3000美元﹐在某 些使用的狀況下﹐燃料電池堆高車操作與維修所節省下來的費用﹐足以 吸引客戶投資早日回本。 ‧可是氫氣的價格仍高過市電或是使用其他燃料的價格﹐因此必須考量現

場製氫以降低燃料的價格。

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】

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Source: rational@enermaster.cm.tw (2009/07/) (工業材料)200907p054(林明憲@大同世界)燃料電池技術專題:燃料電池與氫能邁向商業化的探討

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3 kW PEM 與8 kW PEM 的價格效益比較

3 kW PEM 與8 kW PEM 的價格效益比較

◇下表◆↓為美國能源部Battelle Memorial Institute分別利用燃料電池結合 不同的電池所做的價格評估。 ‧燃料電池系統就像鉛酸電池系統一樣不會溢出毒害的物質,而且它的好處 是可以快速的充氫,免去更換整組電池的時間及成本。 ☉只要氫的補充是足夠的話,燃料電池的輸出電壓是固定的,不像電池的 輸出電壓會逐漸衰減。 ‧使用燃料電池的堆高車可以免除到充電站往返的路程,同時不再需要充 電的設備,廠房亦可活用該原有的充電設備空間。

Source: rational@enermaster.cm.tw (2009/07/) (工業材料)200907p054(林明憲@大同世界)燃料電池技術專題:燃料電池與氫能邁向商業化的探討

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燃料電池系統的堆高車

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燃料電池系統的堆高車

◇幾個燃料電池的試運轉計畫已在進行,包括Hydrogenics 、NACCO 、通 用汽車與聯邦快遞(Federal Express)等公司共組一個合作聯盟。 ‧圖◆↓為加拿大Hydrogenics 利用燃料電池系統的推高車, ☉另外,除了在紐約州Greene 市的Raymond 公司在試車外,Toyota Material Handling 公司也有一個建立堆高車的計畫。 ‧在賓州的Topton 市,曾是工業電池領導廠商的East Penn Manufacturing公 司已經將它旗下的10 部電動堆高車,換成燃料電池系統與電池並存的混

合系統,該計畫是與Nuvera 燃料電池公司合作。 ‧同樣在俄亥俄州, Cellex Power Products 公司也完成了12部命名為Crown 的堆高機,在沃瑪(Wal Mart) 2 個配銷點長達4 個月的試運轉。 ‧這些試運轉顯示,由於節省充電時間及廠房使用面積,讓使用者高度滿意, 使生產力提升。

Source: rational@enermaster.cm.tw (2009/07/) (工業材料)200907p054(林明憲@大同世界)燃料電池技術專題:燃料電池與氫能邁向商業化的探討

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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 ; 【(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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DMFC運作原理

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Oorja的DMFC(79 Kg)@搬運叉車…甲醇 12L≒20kWh=16Hx1.25W

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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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.27)

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

(p.28)


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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)

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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.29)

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

(p.30)

(EnerMaster)燃料電池概論(13)【Ballard加濕水冷ForkLift(堆高機)的STACK(FCvelocity-9SSL)可達20kW每kW僅USD500~700…保固10k小時】  

(RationalYou)20120223始,受邀於(明新科技大學)化學工程與材料科技系_進修部授課【燃料電池概論】,20120426第8堂講題1:【Ballard加濕水冷ForkLift(堆高機)的STACK(FCvelocity-9SSL)可達20kW每kW僅USD500~7...

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