首頁 » 電化學加工技術用於綠色能源產業
2011/08/08

電動車電池 可望快速充電完畢!

電動車電池 可望快速充電完畢!
MIT材料科學系的研究團隊,已成功研發出具有高度可替代性的新一代半固態液流電池芯材料,並提出將儲存和釋放電池功分別開來的創新架構。這能夠讓電動車像傳統汽車加油一般,在幾分鐘之內快速且簡易地完成充電。其研究成果將撼動甚至改變全球電動車的發展樣貌。
【撰文/鍾榮峯】

 

MIT材料科學系的研究團隊,已成功研發出具有高度可替代性的新一代半固態液流電池芯材料,並提出將儲存和釋放電池功分別開來的創新架構。這能夠讓電動車像傳統汽車加油一般,在幾分鐘之內快速且簡易地完成充電。其研究成果將撼動甚至改變全球電動車的發展樣貌。

 

美國劍橋麻省理工學院(MIT)近日公佈一項可能撼動當前電動車發展的最新研究成果。MIT材料科學系的研究團隊,已成功研發出具有高度可替代性的新一代電池材料與架構,不僅重量輕薄且成本低廉,還更能夠像傳統汽車加油一般,在幾分鐘之內快速且簡易地完成充電,可望成為電動車和智慧電網電池的最佳方案。

從淤泥中找到靈感 電動車新電池材料有譜!

 

不同於一般鋰離子(lithium-ion)和鋰聚合物電池內電解質採用固態材料的設計,這款新電池架構是以半固態的液流電池芯(semi-solid flow cell)為核心,電池芯內的固態顆粒是懸浮於液態媒介物中,透過電池系統的唧筒運動產生電能。在設計上,電池內主動元件的正極(anodes)和負極(cathodes)材料,就是由電池芯中電解液(liquid electrolyte)的懸浮顆粒所組成。這兩個不同的懸浮液是由具滲透性的多孔離子薄膜(thin porous membrane)隔離開來,透過唧筒運動產生電能。

這個半固態懸浮物看起來有點像淤泥,流動起來類似於黑色的黏稠物,由於被認為最終將可替代石油運輸工具,因此研究人員戲稱為「劍橋原油」(Cambridge crude)。


繼續閱讀
2011/01/11

晶矽、薄膜、高聚光互不相讓 !太陽能量產逆勢看漲

晶矽、薄膜、高聚光互不相讓 !太陽能量產逆勢看漲

分類:technologies
2011/01/11 09:02
晶矽、薄膜、高聚光互不相讓 !太陽能量產逆勢看漲
目前可進入量產階段的太陽光電技術,以單/多晶矽、薄膜(Thin Film)以及新興高聚光型(HCPV)三大技術為主,在這三大技術領域中也有許多台灣廠商投入其中。
【撰文/鍾榮峯】

 

目前可進入量產階段的太陽光電技術,以單/多晶矽、薄膜(Thin Film)以及新興高聚光型(HCPV)三大技術為主,在這三大技術領域中也有許多台灣廠商投入其中。

 

從整體市場佔有率來看,單/多晶矽依舊穩居太陽能市場主流,預估比重佔85%左右,至於薄膜太陽能約佔整體市場的10%,新興的聚光型產品已經有5%的市佔率。量產能力、製程成熟度、轉換效率、採光穩定度、材料和製程成本等因素,是評比多晶矽、薄膜和高聚光型材料太陽能技術應用的主要區分點。



穩定供應材料是單/多晶矽擴產關鍵

 

單/多晶矽太陽能技術在量產能力、製程成熟度和製程成本上都具有相當的優勢,不過由於晶矽材料只能吸收到可見光光譜範圍的波長,所以光源轉換效能的成長空間比較小。此外,晶矽材料的溫度係數較高,容易受到溫度變化影響採光效能,日照瓦數的穩定度也因此較低。因此在陰天多雲的氣候變化下,單/多晶矽太陽能面板的採光效能會隨之受限,呈現線性下降的反應。

另一方面,單/多晶矽價格波動幅度過大,矽晶材料廠商也會以庫存方式哄抬市場價格,對於產能滿載的台灣電池和模組廠來說,形成不小的成本壓力。茂迪執行長張秉衡在台灣國際太陽光電論壇發表演講時指出,如何建立長期穩定的晶矽材料供應鏈,是降低單/多晶矽太陽能面板成本的重要關鍵。台灣儘管在今年已經重建太陽能產業的發展契機,不過值得注意的是,在具有高獲利的上游矽晶材料部份,台灣廠商的掌握程度仍舊不足,目前只有福聚太陽能可以量產多晶矽。相較而言,南韓的OCI在短短的三年之內,已經成為全球多晶矽第三大的供應大廠,對於台灣多晶矽太陽能產業發展來說,是個值得注意的警訊。因此垂直整合矽晶原料、電池、模組或逆變器的一條龍生產模式,正逐漸成為台廠單/多晶矽太陽能廠商控制成本的營運方向。


繼續閱讀
2010/12/25

晶矽、薄膜、高聚光互不相讓 !太陽能量產逆勢看漲

目前可進入量產階段的太陽光電技術,以單/多晶矽、薄膜(Thin Film)以及新興高聚光型(HCPV)三大技術為主,在這三大技術領域中也有許多台灣廠商投入其中。

【撰文/鍾榮峯】

 

目前可進入量產階段的太陽光電技術,以單/多晶矽、薄膜(Thin Film)以及新興高聚光型(HCPV)三大技術為主,在這三大技術領域中也有許多台灣廠商投入其中。

 

從整體市場佔有率來看,單/多晶矽依舊穩居太陽能市場主流,預估比重佔85%左右,至於薄膜太陽能約佔整體市場的10%,新興的聚光型產品已經有5%的市佔率。量產能力、製程成熟度、轉換效率、採光穩定度、材料和製程成本等因素,是評比多晶矽、薄膜和高聚光型材料太陽能技術應用的主要區分點。


繼續閱讀
2010/12/25

尋找下一個德國:全球太陽能板塊大挪移

與2009年相較,2010年的太陽能市場幾乎可用「暴衝」來形容。研究機構Gartner研究副總裁Philips Koh表示,太陽能裝置量在今年呈現兩倍成長,達到15.2GW,激勵各家廠商積極擴產。

【撰文/朱致宜】

 

然而,宛若墨菲定律應驗,當供給量產能豐沛同時,太陽能產業較發達的歐洲國家卻在下半年決定逐步縮減政策補貼。因此,市場開始出現了分歧雜音。

 

Gartner與另一家太陽能市調機構Solarbuzz的看法同樣趨於保守。Solarbuzz總裁Craig Stevens認為政策變化與經濟發展重挫都將讓歐洲市場進入冷卻階段;而Philips Koh也坦承,2011年太陽能市場恐僅有5%的牛步成長、需求量僅16GW,但業界急速擴展至20GW的供給量,供需之間的落差令人相當憂心。


繼續閱讀
2010/12/14

燃料電池的應用領域

2010/12/14 11:11

燃料電池的應用領域非常廣泛,目前主流發展的應用產品,依據燃料電池發電量歸類,可分為可攜式電子產品、各式運輸工具及定置型發電機三大類。

可攜式電子產品
近年來科技進步神速,3C產品種類與功能日新月異,例如手機不再單純只是通訊工具,還具備上網、照相、聽音樂等功能;而筆記型電腦往往搭配強大的影音功能,因此現在的3C產品對電池的續航力與充電的便利性要求都越來越高,是目前鋰電池面臨到的技術瓶頸。

在這種情況下,可預見的是未來3C產品對電力的需求越來越大,現行的鋰電池技術不敷使用,應用燃料電池技術的3C產品將很有可能起而代之,成為下一波的科技創新商品。

由於世界各國的3C大廠相偕投入燃料電池的研發工作已有多年經驗,每年於燃料電池展覽會公佈最新研發進展,包括燃料電池手機、燃料電池筆記型電腦、燃料電池充電機等。

燃料電池為動力的筆記型電 筆記型電腦燃料電池
2005年
工業技術研究院能源與資源研究所於燃料電池
成果展展示一台以燃料電池為動力的筆記型電腦
圖片來源:台灣經濟研究院

2005年
元智大學燃料電池國際研討會漢氫科技
(股)公司 展示一個筆記型電腦燃料電池
內鍵卡匣式儲氫器
圖片來源:台灣經濟研究院


繼續閱讀
2010/12/14

燃料電池種類

2010/12/14 11:08

目前燃料電池依照電解質的不同,可分為鹼性燃料電池(Alkaline Fuel Cell ;簡稱AFC)、質子交換膜燃料電池或固體高分子型燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell;簡稱PEMFC或PEFC)、磷酸型燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell;簡稱 PAFC)、溶融碳酸鹽燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell;簡稱MCFC)及固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell;簡稱SOFC)等五種。

鹼性燃料電池(AFC),一般被運用於人工衛星上,操作時所需溫度並不高,轉換效率好,可使用之觸媒種類多價格又便宜,例如銀、鎳等,但是在最近各國燃料電池開發競賽中,卻無法成為主要開發對象,其原因在於電解質必須是液態,燃料也必須是高純度的氫才可以。此外,鹼性燃料電池的電解質,易與空氣中的二氧化碳結合形成氫氧化鉀,影響電解質的品質,導致發電性能衰退。


繼續閱讀
2010/12/14

燃料電池 (Fuel Cell) 運作原理

燃料電池(Fuel Cell),是一種發電裝置,但不像一般非充電電池一樣用完就丟棄,也不像充電電池一樣,用完須繼續充電,燃料電池正如其名,是繼續添加燃料以維持其電力,所需的燃料是「氫」,其之所以被歸類為新能源,原因就在此。 燃料電池的運作原理,也就是電池含有陰陽兩個電極,分別充滿電解液,而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。


繼續閱讀
2010/12/14

科技專題:燃料電池的演進與原理介紹

2010/12/14 10:58
【大紀元12月4日訊】(大紀元記者陳常鵬綜合報導)近年來油價不斷飆高,全球能源頗有面臨枯竭之憂。另一方面石化燃料燃燒產生之廢氣所致之溫室效應,已在全球各地屢釀巨禍。世界為達成後京都議定書時代溫室氣體減量的目標,科技大國紛紛尋求潔淨且具經濟效益的替代性能源。以氫氣為燃料的燃料電池(Fuel Cell),具有零污染、高電能轉換效率、低噪音及可再生性等特點,已成為全球寄予厚望的綠色能源。本文先介紹燃料電池的歷史,並剖析其基本原理。

自汽車問世以來,各國政府對於廢氣排放管制雖越趨嚴格,但溫室氣體已引發全球暖化造成的洪災及嚴寒酷暑。據聯合國環境規劃署表示,未來10年內全球在攸關氣候變遷、清潔能源等須投資達數兆美元。再者,預期石油短缺每下愈況,汽車業界與各國政府於過去10年間,已投下數百億美元,育成潔淨又能致動車輛的能源技術,氫燃料電動機已成為取代低效高污染性的內燃機引擎的首選。


繼續閱讀
2010/12/02

燃料電池技術及市場專題 (Fuel Cells)

 燃料電池技術及市場專題 (台灣期刊 2001/01-2008/12) 
最近資料搜尋日期:2009/01/05 
依著作權法第四十八條第一項規定,本中心可依讀者需求,提供單篇全文影印服務
每篇影印工本費NT$90,若要申請影印,請填寫 表格
Email: stmember@mail.stpi.org.tw 或 TEL:(02) 2737-7660 洽詢 編號 篇名 作者 刊名 出版年月 E001 混元型燃料電池/鋰電池在便攜式電源系統應用特性評估 莊嘉琛   機電整合   
97.11
 E002 日本電動汽車產業回應與展望 劉文海   機械工業雜誌   
97.09
 E003 重組甲醇燃料電池的原理、應用與發展 薛康琳   電機月刊   
97.09
 E004 新型鈣鈦礦催化劑在雙效性鋅空氣燃料電池之研究 張雲閔   臺電工程月刊   
97.08
 E005 高溫質子交換膜燃料電池之技術發展 陳立群   電子月刊   
97.07
 E006 質子交換膜燃料電池的原理、應用與發展 薛康琳   電機月刊   
97.07
 E007 燃料電池連續式電位變化之動態模擬 詹德勝   黎明學報   
97.07
 E008 攜帶式燃料電池系統的技術特性及其應用發展分析 賴秋助   電工通訊   
97.06
 E009 燃料電池技術之發展概況及應用 顏貽乙   電工通訊   
97.06
 E010 以機械合金法製備多元高熵合金粉末及其在燃料電池之應用 賴欣君   粉末冶金會刊   
97.05
 E011 奈米碳管載體鉑釕銥合金觸媒於直接甲醇燃料電池之應用 許寧逸   化工技術   
97.05
 E012 直接甲醇燃料電池的原理、應用與發展 薛康琳   電機月刊   
97.05
 E013 我國氫能燃料電池產業發展現況 張行直   能源報導   
97.05
 E014 燃料電池用薄膜之研製改質與電性研究 蘇郁蕙   臺電工程月刊   
97.04
 E015 碳纖維在燃料電池中的應用 柯澤豪   化工技術   
97.03
 E016 高效能質子交換膜燃料電池(PEMFC)研究--總計畫 -3- 顏維謀   工程科技通訊   
97.02
 E017 微型直接甲醇燃料電池陽極的創新設計研究 潘欽   工程科技通訊   
97.02
 E018 氫能燃料電池產業發展前景簡介 左峻德   臺灣經濟研究月刊   
97.02
 E019 臺灣燃料電池機車發展現況 宋德?   車輛工業月刊   
96.12
 E020 微小型重組器發展現況之介紹 陳政群   太陽能及新能源學刊   
96.12
 E021 日本磷酸型燃料電池現況   機械月刊   
96.12
 E022 直接甲醇燃料電池高效能奈米觸媒研製 許寧逸   化工技術   
96.12
 E023 燃料電池觸媒漿料分散之研究 林宏文   界面科學會誌   
96.12
 E024 固態氧化物燃料電池(SOFC)陽極粉末Cu-Ni-(Co)及Cu-Cr-(Co)的性質探討 田惟馨   粉末冶金會刊   
96.11
 E025 以粉末冶金製程開發固態氧化物燃料電池(SOFC)之連結板(Interconnector) 徐偉勛   粉末冶金會刊   
96.11
 E026 燃料電池的最新發展 台機社專刊編輯室   臺機社專刊   
96.11
 E027 溶融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)的研發動向 菰田峰生   臺機社專刊   
96.11
 E028 燃料電池汽車/氫氣填充站實證試驗的現狀與將來 門出政則   臺機社專刊   
96.11
 E029 小型燃料電池(MFC)的開發動向 上野文雄   臺機社專刊   
96.11
 E030 家庭用固態高分子形燃料電池之現狀及今後展望 西田亮一   臺機社專刊   
96.11
 E031 臺灣應用燃料電池發展分散型電力之策略 -下- 李清山   臺機社專刊   
96.11
 E032 日本熔融碳酸鹽燃料電池現況   機械月刊   
96.10
 E033 微型能源系統的最新近況與研究 謝逸凡   電子月刊   
96.08
 E034 作為可攜式電源應用的PMEFC&DMFC燃料電池於電子產品載具平臺的技術能力及產業開發規格 陳怡榮   電子月刊   
96.08
 E035 質子交換膜燃料電池技術及應用載具發展現況 曹芳海   工程   
96.08
 E036 鋅金屬燃料電池空氣極研製 林鵬   臺電工程月刊   
96.08
 E037 磷酸型燃料電池(PAFC)的現況--富士電機集團的PAFC政策 加藤茂實   臺機社專刊   
96.08
 E038 固體氧化物燃料電池(SOFC)的開發動向 西?太   臺機社專刊   
96.08
 E039 可攜式燃料電池商業化發展現況 楊朋   臺機社專刊   
96.08
 E040 臺灣應用燃料電池發展分散型電力之策略 -上- 李清山   臺機社專刊   
96.08
 E041 臺灣可攜式燃料電池發展現況與市場挑戰 籃貫銘   零組件雜誌   
96.08
 E042 利用MEMS製作微型攜帶用燃料電池元件 高士   零組件雜誌   
96.08
 E043 綜觀燃料電池市場趨勢及應用設計概觀 勝光科技   零組件雜誌   
96.08
 E044 燃料電池系統發展趨勢 陳志信   電機月刊   
96.07
 E045 10年成長10倍的新產業--燃料電池產業浪頭來襲 魏茂國   工業技術與資訊   
96.06
 E046 奈米碳管進軍燃料電池 陳貴賢   科學人   
96.06
 E047 燃料電池及其應用介紹 陳振智   長庚科技學刊   
96.06
 E048 直接甲醇燃料電池產業現況與展望 尤如瑾   電機月刊   
96.05
 E049 燃料電池產業現況分析 尤如瑾   電力電子   
96.05
 E050 燃料電池車的發展現狀介紹 羅健昇   機械工業雜誌   
96.04
 E051 電子用燃料電池技術動向 Bill   電子技術   
96.02
 E052 日本NTT集團於可攜式燃料電池之佈局 尤如瑾   電力電子   
96.01
 E053 鋅空氣燃料電池空氣電極製備與特性研究 林維新   國立虎尾科技大學學報   
95.12
 E054 燃料電池產業發展前景分析 尤如瑾   電機月刊   
95.12
 E055 碳材料在燃料電池元件之應用 柯澤豪   強化塑膠   
95.12
 E056 直接甲醇燃料電池應用於3C攜式設備效益研究 葉家宏   機電整合   
95.09
 E057 PEM燃料電池關鍵零組件分析 尤如瑾   電力電子   
95.09
 E058 MTI Micro引領燃料電池在消費電子商用趨勢 廖惠如   電子與電腦   
95.09
 E059 太陽光發電與燃料電池混合能源供電系統 趙貴祥   電機月刊   
95.07
 E060 固態氧化物燃料電池(SOFC)用電解質材料之現況與未來 吳文昌   化工   
95.06
 E061 燃料電池之電極與元件材料綜述 邱承賢   化工   
95.06
 E062 高分子燃料電池的開發 沈國平   高分子工業   
95.06
 E063 純淨的持續性能源供應--燃料電池應用優勢概論 黃偉銘   零組件雜誌   
95.06
 E064 燃料電池關聯產業分析 尤如瑾   電力電子   
95.05
 E065 Toshiba燃料電池專利佈局動態分析 吳保澤   零組件雜誌   
95.05
 E066 我國小型燃料電池產業契機 尤如瑾   電機月刊   
95.03
 E067 攜帶型燃料電池用微機電系統 田中秀治   電子月刊   
95.03
 E068 DMFC燃料電池技術發展現況與趨勢 賴秋助   電力電子   
95.03
 E069 利基型商品有利臺廠切入 燃料電池市場蓄勢待發 尤如瑾   新電子科技   
94.12


繼續閱讀
2010/12/02

燃料電池金屬雙極板研究

燃料電池是一新的能源技術,目前各國正如火如荼展開研究工作。為了發展更經濟的質子交換膜型燃料電池,技術人員都將焦點放於能提供更好的性能表現和更低的價格的新技術。被認為最有可能降低製造成本的即為雙極板。目前廣泛使用的材質為石墨,依照不同電池種類,石墨板也有所不同,但是不管何種石墨材料都有相同的問題:製造成本高和加工困難,由於石墨的加工不易和製造成本較高,導致商業化的燃料電池一直無法正式量產推廣。
本研究旨在尋找燃料電池替代性材料,以小功率、低電壓、低電流的3C用燃料電池為目標,根據美國能源部所訂定出的車用燃料電池雙極板特性作為考量,包括成本、腐蝕速率、導電度和氣密性,依此一規範,從機械的觀點出發,拓展至化學、電化學及其他物理性質的了解。從目前業界各領域所知且純熟運用的表面改質技術,比較各種金屬在表面改質之後,它的表現效率與石墨板的差別,從中研究各種替代性材料的可行性。

Reference: http://etds.yzu.edu.tw/etdservice/view_metadata?etdun=U0009-0112200611291265&query_field1=keyword&&query_word1=1&

繼續閱讀
2010/11/30

燃料電池電熱共生系統,讓節能更貼近你我

燃料電池電熱共生系統,讓節能更貼近你我
以電解質區分燃料電池的種類至少可分為7種,
其中質子交換膜燃料電池技術,被認為具操作溫度低、啟動速度快、
應用廣泛等優點,已商業化運用於家用發電、電信備用電源系統上。
看準國際市場潛力,工研院燃料電池熱電共生系統,要助產業一臂之力!
【撰文/葉芷嫻】

 

 

工研院的300W可攜式燃料電池發電機,以純氫為燃料,不排放任何二氧化碳,兼具安靜、環保及體積小、重量輕、便於攜帶等優點。(攝影/蔡鴻謀)
隨著石油與天然氣等天然能源快速減少,擴大替代能源的應用範疇已是世界重要發展目標,對於向來被視為重要新能源的燃料電池技術來說,雖名為電池,卻不像一次電池或二次電池,僅為蓄/供電裝置,由於燃料電池可以經過外部系統提供活性物質,持續不斷地產生電力供電,說它是個「發電廠」,一點也不為過。


在現有燃料電池中,依據電解質種類至少可區分為鹼性、磷酸鹽、融熔碳酸鹽、固態氧化物、質子交換膜、直接甲醇、直接碳等七種燃料電池。這些不同的燃料電池,可使用一次能源(例如煤炭、天然氣),也可使用二次能源(瓦斯、甲醇、氫),發電效率各有不同,針對的用途與設備尺寸大小也有差異。對於能源產業來說,不論發展哪一種發電技術,如何在發電過程中降低碳排放,甚至是回收副產物成為再利用的能源,達到真正落實節能減碳的目標,一直是各界努力的方向。


繼續閱讀
1