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Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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陶瓷…燃料電池的終結者? →台灣進入策略(集中→差異≒利基→主流) …以EnerMaster商品為例 Dr. Rational You (游李興) Founder & GM/EnerMaster(能碩科技) (2010/10/28)@吳鳳科大 2010現化光機電暨材料研討會

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(EnerMaster) Rational You (游李興) 學歷 1977~1978: 台北市立營橋國中畢業 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

(p.3)

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(EnerMaster) Rational You (游李興) 經歷 1981/07~1983/09: (建中北一女校友)青韻合唱團(音樂營主辦人) 1985~1991 : 升研究所補習中心 工程力學 工程數學(教授) (出版:上,中,下) 1993/08/17~1996/08: 工研院 光電所 子計畫主持人 (10X Zoom Lens) 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 (Camera Module)(3X Zoom Lens ~2007量產) 2005/3/1~2006/7/6: 華碩 董事長室 策略投資/核心技術 FC 評估(新事業)計劃主持人 2006/7/7~200/10/30~: 能碩 董事長&總經理

☉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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:不同於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←1kW→100kW) (p.5)

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FC應用:1W~10W~100W~1kW@身邊、 10kW~100kW~@分散

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

OUTLINE

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

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FC受矚目的理由

(p.7)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(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.8)


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定置型FC可利用汽電共生來提高效率

火力發電 vs.FC(≒化學能→電+能…效率↑)

(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 (2009/12/)【(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.9)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(02)FC的原理與特徵】

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FC系統-系統架構 & 技術分工

NOx、SOx排放量…FC都幾乎零

(1)合金氫罐

BOP (熱與水管理)

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

熱管理 水管理

EMS (電能管理) 餘熱回收 餘水回收

(燃料處理器)

Integration (整合)

Stack(燃料電池堆) Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(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.11)

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國內氫能與燃料電池產業「分工」專業?

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PEMFC的Stack (電堆) ◇Stack (電堆)單元是由單電池組、集電端板(一般是鍍防護金的不銹鋼板 或銅板﹐起著集流、接線端子等作用)、緊固裝置(主要包括鋁、不銹鋼 或塑膠等材料的端板、螺桿、螺母、墊圈、定位裝置等)組成的。如 圖↓ 所示為PEMFC Stack實物圖。

Source: rational@enermaster.cm.tw (2009/07/) (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

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PEMFC-Stack

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.14)

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膜電極組(MEA)

Fuelcell.swf Source: www.sglcarbon.com

(p.15)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.16)


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(2)STACK… 12V & 24V

Ballard的Mark 1030第三代Stack重量輕40%體積小26%

4cm

4cm 5cm

5cm

Single Cell

4cm

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

8cm 5cm

串聯 2 Cells 1.2V, 10A = 12W

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

Stack

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.17)

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(3)EMS: 直流轉換器可用於將燃料電池的可 變化的j-V曲線行為轉變為一固定的電壓輸出

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/10/); (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(09)燃料電池系統介紹

(p.19)

串聯 20 Cells 12V, 10A = 120W

串聯 20 x 2 Cells 24V, 10A = 240W

串聯 20 Cells 12V, 20A = 240W

(p.18)

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(3)EMS: 電流-電壓-功率的關係 …(a)升壓轉換器﹔(b)降壓轉換器

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/10/); (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(09)燃料電池系統介紹

(p.20)


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(1)FP: 如何儲存足以行使500公里的氫氣

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(1)FP:跨過700Bar門檻的高壓儲氫(能量密度)

≒60kL 1/1000 含瓶 1wt.%(500Kg) 1/400

@-253℃ @70Kg

1/300

@250~350ATM ≒200L

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.21)

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(1)FP:氫的能量密度 …(常壓)甲醇(兩者)都OK

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(6)打造一個氫能社會】

(p.23)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.22)

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(1)FP:由化石燃料等取得H2

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】

(p.24)


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(1)FP:甲醇:起動性佳的部份氧化法vs.水蒸氣重組法

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(1)FP:將CH4(甲烷)改質成H2的改質器

☉脫硫反應﹕ ‧C2H5SH+H2→C2H6+H2S﹐△H=-70.2kJ/mol ‧H2S+ZnO→ZnS+H2O﹐△H=-76.6kJ/mol ☉改質反應: ‧蒸氣改質反應﹕CH4+H2O→CO+3H2﹐△H=206KJ/mol ‧水氣轉移反應﹕CO+H2O→CO2+H2﹐△H=-41kJ/mol

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】

(p.25)

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天然氣(水蒸氣重整法)製氫系統的基本流程

(p.27) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.26)

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天然氣部分氧化製氫流程圖

(p.28) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(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的CHP(汽電共生系統)

自熱重整製氫

(p.29) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(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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(4)BOP:排熱回收≒3x熱交換器、2x蒸氣分離器

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

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(p.31)

(p.30) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(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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(5) Integration: FC流程的控制系統&主要項目

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.32)


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(5)Integration: FC的維護項目範例&遠端監控

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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:無法延展到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←1kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.33)

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1W~100kW@PEMFC、1kW~100kW@SOFC

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.35)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

(p.34)

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PEMFC構造和發電原理

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.36)


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PEMFC的PEM之Nafion結構

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CO吸附在Pt表面會降低電催化(~毒化) ◆圖﹕以滲氧法清潔鉑表面的一氧化碳,陽極電觸媒Pt/C,鉑載量 0.4mg/cm2

For CO < 100ppm ; O2 > 5% : 爆炸臨界點 & 局部熱點燒穿 PEM

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.37)

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PEMFC-MEA-Pt載量與輸出功率演進↓

Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2008/05/); (全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001)(04)PEMFC

(p.38)

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PEMFC複合碳板及流場板(黏貼於MEA)↓

0.4W (cm^2)

0.4mg (cm^2)

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.39)

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.40)


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PEMFC雙極板流場設計範例↓ (a) 平行流道

(b)蜿蜒流道(雙流道) (巴拉德專利設計)

(c) 對稱蜿蜒流道 (通用汽車專利設計)

(d) 指叉型流道

(e) 網格型流場

(f) 金屬網流場

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PEMFC之Nafion膜不同厚度的性能曲線

☉圖↓是在23℃和相對濕度(Relative Humidity,RH)為50%的情況下; 幾種厚度不同的質子交換膜Nafion-117、115、1135、112、1015 的性能曲線 ,從圖中可以看出,由於膜厚所造成電池內電阻的差 異,使得電池性能出現很大的變化。 ‧膜厚對電池性能的影響相當大,從減薄質子交換膜的厚度來改善電 池性能程度遠遠大於提高電極的催化活性對電池性能的影響。

Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2008/05/) 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.41)

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PEMFC不同操作溫度下的性能曲線

(全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001)(04)PEMFC

(p.42)

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PEMFC-Cell-內加濕 (vs.外加濕) ↓

☉圖↓則為四種不同操作溫度下(氫氧氣操作壓力0.31/0.45Mpa,Nafion-112), Tcel1=40、60、70、80℃,質子交換膜燃料電池性能曲線。從圖中可以看出,燃 料電池的操作溫度越高,性能越好。 ‧這是因為升高溫度有利於提高電化學反應速度和質子在電解質膜內的傳遞速度。 雖然提高操作溫度有利於提高電池性能, ‧但是PEMFC所採用的電解質膜是一種有機膜,其耐溫程度有限,而且考量膜的含 水問題,PEMFC的操作溫度不能高於100 ℃,一般的操作溫度為室溫至80℃左 右。

Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2008/05/) (全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001)(04)PEMFC

(p.43)

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.44)


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PEMFC-Stack內置散熱雙極版↓

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

DMFC運作原理

(p.45)

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DMFC的地雷: 直接得6H+,但需牽引18H2O

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.46)

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DMFC的困擾:電極過電位(vs. PEMFC)

甲醇:6~10v% 陽極H2O濃度高 A→C的H2O極多

0.4W (cm^2)

0.4mg (cm^2)

耗能: 1 不斷排出CO2

0.04W (cm^2)

2.升溫到60℃ 3. 送回1+18H2O

4.0mg (cm^2)

‧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 (2007/11/); (EnerMaster)200710(p118)直接甲醇FC技術的發展(康顧嚴)

(p.47)

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.48)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

(p.49)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

MCFC工作原理

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC電極材料…PAFC、MCFC、SOFC

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.50)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

MCFC熱模組

(p.51)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.52)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC工作原理

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

SOFC構造

(p.53)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

西門子西屋SOFC/GT複合發電站

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.54)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

化石燃料與燃料電池的供給關係

(p.55)

(p.56) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC運轉溫度的差異造就不同特徵

煤可作為高溫型FC的原燃料

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(p.57)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(02)FC的原理與特徵】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(p.58)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

PE(M)FC (可M&G)、SOFC(免Pt,可CO)

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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:不同於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←1kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.59)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

(p.60)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

運輸用FC: 100W@自行車、1kW@機車、100kW@汽車

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.61)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

運輸用: PE(M)FC(用Pt,怕CO)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

甲醇重整(MR)製氫(1)SR

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

甲醇重整(MR)製氫(5)車載(DaimlerChrysler) ☉功率 ‧功率密度 ‧比功率 ☉能量效率 ‧甲醇轉化率 ‧調節比 ‧暫態回應

(p.63) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(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.62)

≒50kW ≒1.1kW/L (重整器20L﹐燃燒蒸發器5L﹐CO 選擇性氧化反應器20L) ≒0.44kW/kg (重整器34kg﹐燃燒器20kg﹐選擇性氧化器40kg) 未測 ≒98%~100% ≒20~1 <2s

(p.64) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(1998年)美國GM第一輛FCV「Zafira」(甲醇重整+PEMFC)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.65)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2003年)美國GM「氫動三號」FCV(汽油重整+PEMFC)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.67)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2000年)美國GM「氫動一號」FCV(液態氫+PEMFC)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.66)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

GM汽油重整製氫的FCV(Cheverlet S-10)

(p.68) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

戴姆勒克萊斯勒NECAR 燃料電池車 (a)第一代NECAR 1(1994)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC的Stack功率密度…2.0kW/L@2010年

(b)第五代NECAR 5(2001)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.69)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC售價(kW)USD30@2010、USD15@2015(3)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.70)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC售價(kW)USD30@2010、USD15@2015(4)

◇此圖是Ballard的內部資料﹐在DOE的HFCIT計畫之前就做了﹗ ‧自從DOE的HFCIT計畫委託第三方團體(如TIAX)進行成本分析並定期公布之 後Ballard就不再公布了﹗ ‧基本上,所有私人企業已經無需公布自己的成本﹐因為大家都會相信TIAX 的分析資料﹗ ▽不過,必須回來肯定的是Ballard的成本分析和後來 DOE的結果相當接近﹗ Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.71)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.72)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

跨過700Bar門檻的高壓儲氫槽(複合碳材)

會從巴士(點對點)開始應用FCV嗎﹗﹖ ‧戴姆勒克萊斯勒NeBus

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

‧豐田和日野汽車FCHV-BUS

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.73)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SUZUKI的FC機車(125cc)氫700Bar…FC600W+500Wh

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.74)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

混合電力型燃料電池車的原理

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(日經BP社)20091023(東京車展)鈴木開發出續航距離達到350km的燃料電池踏板摩托車(BURGMAN)】

(p.75)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (4)從馬車到氫車】

(p.76)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

混合電力型燃料電池車的原理

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

燃料電池大廠(Ballard)被FCV拖垮財務 ☉從今年加拿大冬季奧運示範公 車 、沃爾瑪 賣場裡頭滿場跑的堆 高 機 (forklift)﹐摩托羅拉 的備用發 電 機 ﹐都有Ballard的影子。 ‧「Ballard是燃料電池的pioneer(先驅 )﹐全球主要車廠 的燃料電池技術幾

乎都源自 Ballard﹐」加拿大燃料創新研發中心執行長泰克說(John W.Tak)。 ☉像今年五月﹐德國戴姆勒 傳出和豐田 汽車將聯手發展燃料電池汽車﹐戴 姆勒燃料電池的核心技術就來自Ballard。 ‧日產、福特 、印度塔塔 汽車和Ballard都有研發交流。 ☉令人玩味的是﹐讓Ballard坐上歷史地位的車載用燃料電池﹐卻也是拖垮 Ballard財務的罪魁禍首。 ‧「Ballard卻置之死地而後生﹐走上核心技術多角化應用﹐」加拿大滑鐵 盧大學機械工程系教授李獻國 剖析Ballard的轉型經驗﹐值得亞洲想發展 綠電池的業者借鏡。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (4)從馬車到氫車】

(p.77)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Ballard壯士斷腕…賣掉黃金部門 (1)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.78)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Ballard壯士斷腕…賣掉黃金部門 (2)

☉六○年代﹐Ballard從航太領域 切入燃料電池研發﹐一路做到車載用 燃料 電池。 ‧後來日本向Ballard採購一套設備﹐還開出讓日本 派一組人到Ballard學習 的條件﹐成為日本發展燃料電池的轉捩點。 ‧日本 有汽 車 工業可練兵﹐而發展出後發先至的燃料電池產業生態。

☉「很艱苦的三年﹐Ballard從一個研發型公司﹐轉型 跨入商品 市場導

‧福特、戴姆勒 也從九七年就展開和Ballard的技術合作。

‧另和戴姆勒、福特合 資 AFCC﹐由這家公司延續車用燃料電池的研發。 ☉Ballard本身則修正了原本孤注一擲在車用燃料電池的策略。 ‧將核心技術電池堆﹐多領域商業應用。 ‧如同在電腦產品中﹐英特爾扮演「intel-inside」的角色﹐Ballard在燃料電池 界﹐也走向「Ballard-inside」。

☉但當Ballard成為眾大車廠 的電池導 師 時﹐始終停留在研發階段的燃料電 池車﹐卻侵蝕著Ballard的財務結構。 ☉燃料電池的關鍵原料是昂貴的白 金 ﹐加上蓋加 氫 站 需要政策支持﹐使 成本居高不下﹐遲遲無法量產普及。 ‧Ballard年年承受巨幅虧損﹐三年前不得不將汽車部門賣給福特﹐專注 在 「燃 料 電 池 堆 」(fuel cell stack)研發。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.79)

向 ﹐公司一年就短少了好幾百萬美元的現金流﹐」事業發展部總監卡山 坦言。 ☉股東要求Ballard趕快獲利﹐Ballard只好「壯士斷腕 」﹐賣掉仍 需 十 到

二 十 年 才可能量產的燃料電池汽車部門﹐減低負債﹐補起燒錢黑洞。

☉「Ballard目前最大的獲利來源﹐是公 車 、 備 援 發 電 機 [編註:瓦斯製 氫]、堆 高 機 這類成熟的商業應用﹐」在Ballard工作十三年的重工部 門總監波次﹐分析這三年發產出的新獲利模式。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.80)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Ballard全力衝刺「Ballard-inside」 (1)公車

Ballard全力衝刺「Ballard-inside」 (2)堆高機 ☉就連零售業者也找上Ballard。

☉Ballard明亮的大廳內﹐放著發展到第六代 的電池堆﹐ ‧正是今年二月加拿大冬季奧運 時在Whistler鎮 示範公車 內的燃料電 池﹐宣示Ballard現階段的營運重點。 ☉在這全球最大燃料電池示範公車計劃中﹐Ballard在Whistler鎮 上打造二 十台 燃料電池公車﹐ ‧一個月的冬運期間﹐在全球面前試運行累計三千多公里 ﹐零碳排放﹐安 靜平穩的行駛﹐成功打響Ballard-inside的品牌﹐ ‧之後荷蘭、巴西 的公車系統商找上Ballard﹐甚至倫敦市 公車也找上 Ballard﹐ ‧預備在2012年倫敦奧運 推示範計劃﹐Ballard站上全球最大的燃料電池公 車 動力系統商﹐市佔超過七 成 。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(p.81)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Ballard全力衝刺「Ballard-inside」 (3)備用電力

‧譬如沃爾瑪 ﹐在大賣場中用來搬貨的堆高機 ﹐原以鉛酸電池發電﹐一 來充電時間長﹐需要多台車子輪替﹐二來鉛酸電池會造成污染﹐沃爾瑪 找Ballard開發燃料電池堆高機﹐克服污染問題﹐而且加氫時間短﹐賣場 也減少堆高機數量 ﹐省了採購成本。 ‧之後吸引了Whole Food、可口可樂 等知名企業下單。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.82)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

☉Ballard也將燃料電池堆組成動力模組﹐推向備用電力 系統。 △原本包括電廠、電信公司基地台的備用電力系統都採用柴油引擎發電﹐ 不但污染空氣﹐且一旦打開開關發電﹐就不能停止﹐使得周遭環境吵 雜。 ‧而使用一般的鉛酸電池又只能備用三 十 分 鐘 左右的電力﹐ ▽在美國發生卡翠娜風災後﹐對備用發電機要求提高到七 十 二 小 時 ﹐現 階段許多業者已不符合規定。 ‧這卻給Ballard帶來機會。 因為備用發電機不需要 像汽車一樣﹐建置大量 充氣站﹐一旦充氣完成﹐氫保存期 比較長﹐十分適合備用發電機的特 性。 ☉而對Ballard來說﹐就配合客戶做系 統 整 合 ﹐將電池堆做成模組化的動 力系統﹐放到客戶的備用發電機 中取代原本的鉛酸電池或柴油引擎﹐

難度不高。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.83)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.84)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.85)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.87)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.86)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(plugpower)PEMFC(5kW)for Substation@Outdoor(停產?)

Source: rational@enermaster.com.tw (2006/12/20) 【 (plugpower.com)PEMFC(5kW) for Substation @Outdoor】

(p.88)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (plugpower.com)PEMFC(GenDrive_Lift)Hybrid@Cap(GD-160,8.7kW)(GD-170,10.1kW)(Dc36~48V)350Bar,1.8Kg,180Sec】

(p.89)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(plugpower.com)RGFC(GenSys_Home) HT-PEMFC,160~180℃(5kW~2.5kW~0.5kW)NG,ATR (CHP85%,DC30%)Burner7kW,25kW(AC,250kG)Indoor

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (plugpower.com)RGFC(GenSys_Home) HT-PEMFC,160~180℃(5kW~2.5kW~0.5kW)NG,ATR】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(plugpower.com)RGFC(GenSys_Remote)LT-PEMFC ,80℃(6kW~1kW)LPG,AC,550kG(DC30%)Outdoor

(p.90)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:不同於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←1kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(plugpower.com)RGFC(GenSys_Remote)LT-PEMFC,80℃(6kW~1kW)LPG,AC,550kG(DC30%)Outdoor】

(p.91)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

(p.92)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

定置型FC: 1kW@家用、100kW@產業、1MW@電廠

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.93)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2001~2008)小型固定式燃料電池數(累計)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.95)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2004~2008)小型固定式燃料電池數(每年)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.94)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2005~2008年)小型固定式燃料電池採用技術 (比例)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.96)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2008年)小型固定式燃料電池製造地區 (比例)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.97)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Matsushita﹕1kW、成本JP$50萬@2015、進軍歐美 ☉Matsushita (日本﹕PEM) ‧到目前為止﹐Matsushita 公司為日本示範項目交付了約 650 套電池堆。 ‧與其他公司一樣﹐今年該公司也正準備在市場上推出產品。 ‧與 Matsushita 公司合作、為其 1 千瓦燃料電池提供燃料的燃氣公司有東京燃氣 (Tokyo Gas)、東邦燃氣 (Toho Gas) 和 Saibu 燃氣 (Saibu Gas)。 ‧公司宣佈於 2008 年宣佈﹐計畫於 2015年以前投資 500 億日元用於擴大產能﹐以便 使每套燃料電池系統的成本降低到 50萬日元。 ☉有趣的是﹐公司對下屬的太陽能公司和燃料電池公司進行了對比計算。 ‧太陽能公司預計將在 20 多年後收回投資﹐而燃料電池則不到 16-17 年。 ☉Matsushita 公司還公開表示﹐2015年▼後將進軍歐洲、中國和美國市場。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.99)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(2008年)小型固定式燃料電池燃料選擇 (比例)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.98)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Plug Power﹕RGFC、5kW、GenSys@低溫 (LPG)&高溫(NG)、GenDrive@巴士&堆高機 ☉Plug Power (美國﹕PEM) www.plugpower.com ‧過去幾年中﹐Plug Power 公司越來越專注於電信領域。 ‧迄今為止﹐該公司是唯一一家因其在南非與 IST 合作而贏得 IFC 資金的公司﹐ 並憑藉逐漸擴大的經銷商網路和不斷推出的民用設備在市場中穩步發展。 ☉公司目前向電信公司銷售 GenSys 低溫設備(經過 CSA 美國 FC1 認證)﹐同時正 在為民用市場開發 GenSys 高溫設備、。 ☉2008 年﹐Plug 公司進行了一些裁員﹐並宣佈其俄羅斯投資機構 Smart Hydrogen 正計畫將所持的該公司股份出售給俄羅斯發電企業Wholesale Electricity Market(「OGK-3」)下屬的 Third Generation Company。 ‧由於 Smart Hydrogen 公司和 OGK-3 公司都是 Norlisk Nickel 公司的子公司﹐因 此令人懷疑這筆交易僅僅是一次資產內部轉移。 [編註:採用PEMFC的GenDrive用於巴士&堆高機所需之Stack] [編註:低溫GenSys採用LPG(遠端)、高溫GenSys採用NG(家用)]

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.100)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC壽命…性能降低原因≒白金燒結和脫落

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.101)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本1kW家用RGFC通用BOP@CHP

Source:rational@enermaster.com.tw (2010/09/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW】

(p.103)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC@UPS:少用&急開(Stack壽命500Hrs)!CHP?

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.102)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

家用FC的CHP(熱電共生系統)架構

(p.104) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/)【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】;http:\\happyfc.nef.or.jp


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC的CHP(熱電共生系統)於家庭的利用

(p.105) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】http:\\happyfc.nef.or.jp

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

1kW家用RGFC@CHP: 45%熱+35%電

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

PEMFC熱電共生(CHP)系統的流程

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/10/); (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(10)燃料電池系統整合和次系統設計(p.106)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本PEMFC家用CHP 大規模示範性能實測

電廠產生電力

輸配電損耗 電廠發電產生的廢熱 FC產生電力 及熱回收

FC包括燃料改質及發電過程排掉的廢熱 Source: HappyFC.NEF.or.jp

(p.107)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕NOC Data at Large Scale Demo Project

(p.108)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本PEMFC家用CHP大規模示範之節能減碳

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕NOC Data at Large Scale Demo Project

(p.109)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

家用燃料電池CHP容量確定方式

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.110)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本家用FC之顧客增益

一般獨棟住宅之負荷型態

Source: <<圖解FC百科>>(全華科技(實用電子)2004/11王建義-譯) (0-02)FC及相關商品之市場動向(風間智英@(株)野村綜合研究所(技術、產業部)主任師)

(p.111)

Source: (全華科技)200411(王建義)圖解燃料電池百科(4-08)家庭使用電力之8成左右由燃料電池供應(田- 健)

(p.112)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

家用燃料電池CHP熱水供應系統_示意圖

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

大阪瓦斯的「學習控制」運轉模式

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.113)

(p.114)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

家用CHP(熱電共生型)FC的運轉策略(電)

家用CHP(熱電共生型)FC的運轉策略(熱)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.115)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.116)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

1kW家用RGFC@CHP售價JPY50萬(目標)

日本家用FC~發展的意義

Source: (NEF.or.jp)20070309(平成18年度)定置用FC大規模實證事業報告會 (1)定置型FC大規模實證事業平成18年度(2006年)成果的概要(by財團法人新能源基金會)

(p.117)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

JPY300萬@2009﹔JPY50萬@2015﹔JPY40萬@2030

資料來源﹕大和證券投資情報部根據NEDO「定點燃料電池系統Roadmap」、 瓦斯公司資料製成。 *1﹕固定式燃料電池大規模測試實驗的合計基礎 *2﹕2009年日本政府提供每台最高140萬日圓的補貼 *3﹕發電效率根據低位發熱量基準 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/03/) 【20100302(大和國泰證卷)燃料電池即將正式邁入普及階段(日本大和國泰)】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(p.119)

(p.118)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

ENEOS CELLTECH的ENE‧FARM產能規劃

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕Nippon Oil Company

(p.120)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

ENE‧FARM的系統成本目標規劃

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source: New Energy Fundation

日本1kW家用RGFC通用BOP的B3(1)

(p.121)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本1kW家用RGFC通用BOP的B3(2)

Source:rational@enermaster.com.tw (2010/09/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(p.123)

Source:rational@enermaster.com.tw (2010/09/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】

(p.122)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本1kW家用RGFC通用BOP的B3(3)

Source:rational@enermaster.com.tw (2010/09/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】

(p.124)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

バーナ空気ブロワ(日本電産コパル電子)

Source:rational@enermaster.com.tw (2010/09/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】

(p.125)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

バーナ空気ブロワ(安永エアポンプ)

Source:rational@enermaster.com.tw (2010/09/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】

(p.126)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本PEMFC家用CHP系統主要製造商 (1)

日本PEMFC家用CHP系統主要製造商 (2)

☉ENEOS Celltech (Former SANYO) ‧NG/LPG 750 W

☉TOSHIBA FCP ‧NG/Kerosene 700 W

☉MATSUSHITA (Panasonic) ‧NG 1000 W

☉EBARA ‧NG/LPG 1000 W

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.127)

☉TOYOTA ‧NG 1000 W

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.128)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC與PEMFC的比較表 PEMFC ~ 80°C ‧36%

操作溫度 發電效率 熱回收效率 (LHV) 燃料 啟動時間

‧45% ‧H2 ☉短 ‧可每天開機 ‧開機≒0.5小時

額定功率

‧1~100 kW ‧280L (09FY Model) ‧65°C(@120L)

尺寸 (1 kW Class) 熱水溫度

SOFC 家用CHP系統(700 W)-1,2 (1) Kyocera開發

SOFC ~ 750°C ‧45%

(2) Kyocera 、大阪瓦斯、 TOYOTA 、AISIN 精機

‧40~45% ‧H2、 CO ☉長 ‧連續運轉 ‧開機≒2小時 ‧1 kW~100 MW ‧150L ▲ (09FY Model) ‧80°C▲(@70L)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.129)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC 家用CHP系統(700 W)-3,4 (3) ENEOS開發

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.130)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本PEMFC家用CHP 正式商業化量產的機種

(4) Kyocera、東京瓦斯、Rinnai、 Gastar…共同開發

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.131)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.132)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本不同廠牌PEMFC家用CHP系統之規格

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.133)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

ENEOS家用SOFC含CHP性能(2009 Model) 項目 額定功率 發電效率 (目標) 熱回收效率 (目標) 尺寸cm3(燃料電池單元) 尺寸cm3 (熱水筒單元) 體積(熱水筒)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

日本SOFC實證安裝進度與廠家分布情形

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 NOC Data at Large Scale Demo Project

(p.134)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC燃料+水蒸汽(以“外重整”示意)

規格( LPG) ≒700 W ≒45% ≒45% ≒W56× H90 × D30 ≒151L ≒W70 × H170 × D30 ≒357L ▲ ≒70 L @75°C ▲

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.135)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (全華科技)燃料電池(黃鎮江)2003/11/(06)SOFC

(p.136)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC內重整反應示意圖(表↓)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (全華科技)燃料電池(黃鎮江)2003/11/(06)SOFC

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

圓管式與平板式SOFC幾何形狀結構與組成

(p.137)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (全華科技)燃料電池(黃鎮江)2003/11/(06)SOFC

(p.138)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC發電原理(改質氣體為燃料)

圓管式SOFC燃料氣體處理方式 (a) 與空氣在燃燒室混合後進行燃燒﹐ (b) )將其導回燃料氣體迴路中在重新進入 燃料電池進行電化學反應 所得餘熱可作為燃料電池進口空氣預 熱之用

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (全華科技)燃料電池(黃鎮江)2003/11/(06)SOFC

(p.139)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (全華科技)燃料電池(黃鎮江)2003/11/(06)SOFC

(p.140)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

TOTO於2002年SOFC熱自主模組試驗機

(p.141) Source: (全華科技)200411(王建義)圖解燃料電池百科(2-06)採用濕式法之圓筒型SOFC開發(上野晃@東陶=TOTO)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

定置型FC中發展最快的PAFC但COST高

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】

(p.143)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

TOTO燃料電池業務計畫…V-Plan 2017

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/03/) 【20100302(大和國泰證卷)燃料電池即將正式邁入普及階段(日本大和國泰)】

(p.142)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

利用沼氣發電的燃料電池

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.144)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

利用廚餘或有機垃圾發電的燃料電池

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.145)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

製造殺菌劑的燃料電池系統

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.146)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

美國Cinergy採Ballard的PEMFC (250kW)

營業用燃料電池熱電共生系統

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(p.147)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.148)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

已實用化的定置型(PAFC、PEMFC、SOFC)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】

(p.149)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

SOFC/GT複合發電站: 發電效率=60%

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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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核電廠(需10年)≒ 1M*1kW*JPY50萬(壽命10 年)

ENE‧FARM的裝置量目標規劃

(p.151)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕Nippon Oil Company

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】

(p.150)

(p.152)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

可攜式FC: 1W@手持、10W@隨身、100W~1kW @手提

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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:不同於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←1kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

(p.153)

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Portable FuelCell (2005-2010) Unit ☉2010 has seen a rapid increaseShipments in the number of unit shipments over 2009, with

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.154)

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Casio-RMFC-(micro-reactor) Schematic

almost ten times the units shipped in 2009. ‧Note that this is largely due to the substantial increase in shipments of educational fuel cell units (including fuel cell toys), which exceeded 100,000 units in the past year. ‧This reflects the aggressive building of market share that has occurred by the likes of Horizon and Heliocentris.

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)2010PortableFuelCellAnalysis】

(p.155)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); J Power Sources 2005 (V145) p0691~696 (Casio)

(p.156)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Casio-RMFC-4W-Device Config.

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/10/); FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

Casio-RMFC-4W-System Schematic

(p.157)

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Casio-RMFC-4W-Reformer~Thermal

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/10/); FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/10/); FC Seminar at Hawaii (2006/11/13~17) by CASIO

(p.158)

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

(p.159)

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

(p.160)


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Ultracellpower-RMFC@NB-LIB(2)

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

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

(p.161)

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CN1846324(Fig.6)RMFC含H2回收 燃料電池系統 440

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Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (Ultracellpower.com)RMFC-XX25(Partnership)2006/06/08

(p.162)

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低溫SOFC(1)微蜂巢結構-2

燃燒用甲醇供應管線 27

☉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。

發電用甲醇供應管線 29

◆圖﹕錳系 Perovsky 材料(LSM) 微蜂巢結構示意圖 燃料處理器(15)

燃料電池(20)

資料來源:產業技術總合研究所 Source: rational@enermaster.com.tw (2008/01/15); (Ultracell)F01=F02(CN1846324)高效微燃料電池系統和方法

(p.163)

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

(p.164)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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低溫SOFC(2)長1cm圓筒型-2

低溫SOFC(3)圓扁平狀與波浪狀-1

☉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。

☉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。

◆圖﹕圓筒型的 SOFC…直徑 1.6mm、直徑 0.8mm

◆圖﹕圓扁平狀的 SOFC

資料來源:產業技術總合研究所 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.165)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

(p.166)

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NanoDynamics- SOFC-Revolution 50H Hybrid

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。

◆圖﹕有反應抑制層設計的 SOFC 電池組

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

(p.167)

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

(p.168)


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Future Outlook of SOFC by NanoDynamics

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

NanoDynamics-SOFC-NDRevolution-50H

(p.169)

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Mesoscopic MesoGen-SOFC-250W 項目 Weight / Size

Power

Operational Condition

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2006/12/22)

(p.170)

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BMW以車用APU所開發的500W小型SOFC

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 vertical

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

(p.171)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.172)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)Fuel

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(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(??)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

(p.173)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)201005】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(IWEI.com.tw)超級電匠(露營&電動工具)

(p.174)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(可攜式)甲醇@DMFC&RMFC 甲醇燃料電池特點 ☉高能量密度:甲醇燃料的能量密度極高,以最大的M28的燃料罐為例: ‧其內含28公升之甲醇燃料,整體重量24kg。可提供252,00Whr的能量密度, 相當於24V 20Ahr的鉛酸電池52顆(重量=624kg) ☉無噪音:相對於柴油發電機的引擎聲, ‧燃料電池發電完全利用化學方式方電,其噪音值<40dB(A),相當適合用於 無聲陣地及監視設備應用。 ☉可長期使用無需保養: ‧SFC所有產品都可利用遠端方式監控其發電狀態,一般設備無需保養,燃 料更新後依照燃料量便可穩定長時間操作。 ☉完整的電力電源供應管理系統: ‧SFC產品提供與一般電池之整合電源管理系統,免除使用者在操作介面上 的整合問題。

‧您厭倦了在擁擠嘈雜的營區露營卻又擔心設備電力供應的問題嗎? ‧EFOY燃料電池產品提供您在電力供應上一個新的選擇。 ‧沒有柴油引擎的噪音、刺鼻的異味,也沒有鉛酸電池笨重的重量。 ‧您只需攜帶幾罐甲醇燃料,便可以輕鬆上路。 ‧落腳於任何美麗的景點,享受安靜的旅遊時光。 Source:rational@enermaster.com.tw(2010/06/17)【(IWEI.com.tw)超級電匠(100~300W)DC12~24V(9~18~22~40AH)(AC110V)】 (p.175)

Source:rational@enermaster.com.tw(2010/06/08)【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)PK】

(p.176)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(可攜式) RMFC優於 Solar、Battery、發電機

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(SFC.de)DMFC(udomi.de)(EFOY)Installation

1≒下層或邊緣空間 2≒沙發座位下方 3≒底部儲存空間

Source:rational@enermaster.com.tw(2010/06/08)【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)PK】

(p.177)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

Source:rational@enermaster.com.tw(2010/06/08)【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOYPRO)RV@T l】

Source:rational@enermaster.com.tw(2010/06/08)【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)Installation】

(p.178)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

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

(p.179)

Source:rational@enermaster.com.tw(2010/06/08)【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)RV@Travel】

(p.180)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(SFC.de)DMFC(udomi.de)90W(EFOY-PRO)Hybrid

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

△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(2010/06/08)【(SFC.de)DMFC(udomi.de)DM(EFOY-PRO)WH@Loder】

(p.181)

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IdaTech Fuel Processor: 99.9%H2

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 ((SFC.de)DMFC(udomi.de)90W(EFOY-PRO)Series】

(p.182)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(IdaTech)RMFC(iGen)250W:Charger

Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2006/11/) IdaTech(Datasheet)FPM(Family)Fuel Processor Module(PureHydrogen99.9%)Scalable(1~6kW)

(p.183)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/07/) 【(IdaTech.com)RMFC(iGen)250W(18Kg,15Min)】

(p.184)


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(IdaTech)RMFC(iGen)250W:Installations

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

(IdaTech)RMFC(iGen)250W:SPEC Parameter ‧Power output ‧Voltage ‧Battery type ‧Electrical Turn Down ‧Fuel Consumption at Rated Power

Value ≒250 W ≒DC 12 or 24 V ≒Lead Acid ≒5:1 < 420 mL/hr

‧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℃ ‧Low temperature start-up ** ≒-20℃ ‧Altitude (without derating) ≒0 to 2000 m ‧Noise (7m) <▲dB Source: rational@enermaster.com.tw (2010/07/) 【(IdaTech.com)RMFC(iGen)250W: FuelCellSystemforBackupPower】

(p.185)

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IdaTech﹕Ballard的Stack、RMFC (iGEN)、PEMFC

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/07/) 【(IdaTech.com)RMFC(iGen)250W(18Kg,15Min)】

(p.186)

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TOSHIBA(東芝)RGFC自動販賣機(冷&熱)

☉IdaTech (美國﹕PEM) www.idatech.com ‧Idatech 生產[甲醇]重整器[RMFC(iGEN)]﹐也是燃料電池系統集成商。 ‧公司與 Ballard 公司就電池堆達成了協議。 ‧該公司生產的 ElectraGen 系列設備既是一種運行時間更長的關鍵備用電源﹐也可以用 作偏遠地區的電源。 ☉Idatech 公司是去年的大贏家﹐贏得了為印度SCME 集團提供 30000 台 5k瓦 UPS 系 統的大單。 ‧2009 年交付的首批訂單有 310 套系統﹐ ‧2010 年初還將部署 9690 套系統﹐2011 至2013 年還可能部署額外的 20000 台設備。 ☉根據該協定﹐IdaTech 還將與 ACME 集團成立合資企業﹐以便在印度建立一個低成本 的生產基地。 ‧該協議規定﹐在 2010 年初全面部署之前﹐IdaTech 和 Ballard 公司必須讓系統達到特 定的設計和性能標準。 ☉在認證方面﹐該公司的ElectraGen XTi 取得了 CE 和 CSA 認證﹐ElectraGen 取得了 CE、ANSI/CSA FC 1 認證﹐以及 NEBS 3 級認證。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (FuelCellToday.com)Small Stationary Survey 2009】

(p.187)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.188)


Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

搭載FC的自動販賣機≒電700W+熱300W

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.189)

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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)Features

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

(p.191)

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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)ALL

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

(p.190)

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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)PK

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

(p.192)


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EMT的1000W採VIP&BLOG銷售&升級 升級階段

第1階段 基本型

第2階段 氫氣手動閥

第3階段 除水器 (加水產氫)

1. 燃料電池模組 原廠內建控制板 更換能碩自行開發控制板

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2. 電力轉換模組 加裝二次電池後可混合動力

3. 電力顯示與偵測警報模組

4. 燃料輸入模組 氫氣手動閥開關 除水器

升級項目

第4階段 微電腦 自動控制

第5階段 遠端監控

第6階段 混合動力

第7階段 不斷電系統

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6. 加裝外接不斷電系統介面 外接不斷電系統 元升 (必須加計新台幣 級費用)

燃料電池@車≒遠離塵囂家園的發電機

第8階段 甲醇產氫

5. 網路遠端監控模組

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7. 加裝外接甲醇製氫機介面 外接甲醇製氫機 元升 (必須加計新台幣 級費用)

(p.193)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/08/24)

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Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.194)

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集中策略:100~1kW@可攜&家用、100kW@巴士&產業

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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:不同於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←1kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

(p.195)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(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.196)


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集中策略: PEMFC (RMFC & RGFC) 、SOFC

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~100kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術:不同於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←1kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.197)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/6/17) 【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)…】

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

EMT報導推廣@工商時報FC專輯(如:第5期)

Rational_You (2010/10/28) 【陶瓷…燃料電池的終結者?→台灣進入策略…以EnerMaster商品為例】

FC系統商品化專業設計項目比較表 比較項目 啟動電力 HYBRID 快充電池 保護電池 FC外接UPS FC整合UPS 遠端監控Cells 控制觸媒製氫 不同純度氫源 電力指示燈 氫氣洩漏 燃料使用時間 燃料殘餘量 自動防護 自動活化 安全與認證

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/09/10)【 (工商時報)20090910(第05期)燃料電池商品化分工(專輯)】

(p.199)

(p.198)

(EnerMaster)商品化設計(優點) 二次電池沒電時仍可啟動 僅用1kW的FC可輸出瞬間3kW HYBRID需要電池能邊用邊快充 使電池免於被充壞的切換電路 可採用穩定的UPS現成品(無需訂作) 可選擇內建UPS模組(省卻多餘成本) 無需外接PC即上網讓遠端監控 自動控制在負載即時需要的氫氣量 可同時外接異種氫源:氫氣罐供 氫、加水產氫、甲醇製氫 無需PC就可看見瞬間FC發電量 內建可偵測並警報及顯示洩漏 無限制(可邊用邊抽換/添加) 顯示並警報燃料殘餘用量不足 殘餘燃料不足則自動關機防護 免加濕架構簡單但必須活化 兼具全球性法規要求及情境安全

(General)非商品化設計(缺點) 當電池沒電就無法啟動 採用貴一倍之3kW的FC 否則電池很快沒電可HYBRID 電池殘餘太少時容易充壞電池 FC通常無法跟UPS分離單獨使用 外接UPS技術簡單但增加成本 外掛一台專用PC才能上網傳輸 固定製氫量導致氫氣過多或不足 只能適合特定純度的氫源,否則 FC發電量無法維持滿載 無法得知FC發電還是電池供電 缺偵測、有警報無顯示、外接 若無並聯則需關機更換補充 否則不知何時該更換補充燃料 否則持續拉載將有損Stack壽命 超過兩週就難承受滿載發電 示範過後仍難接單量產銷售

Source: rational@enermaster.com.tw [育成雙月刊 (2009/10)]【燃料電池 有環保概念(原名=燃料電池的趨勢與創新)】

(p.200)

(EnerMaster)陶瓷…燃料電池的終結者?  

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