rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
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燃料電池概論 何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」 但『發電』不「發火」 Dr. Rational You(游李興) Founder & GM/ EnerMaster(能碩科技) 2011/05/05
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(EnerMaster)RationalYou(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)
RationalKISS(KnowledgeInformationServiceServer)： 請到ftp://60.250.198.214/(ID=EnerMaster;PW=0911214141)進入分享
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(EnerMaster)RationalYou(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(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： 能碩董事長&總經理
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Rational演講…以EnerMaster商品為例 ‧〈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］ ‧〈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］ ‧〈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】 (p.5)
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Rational演講內容(來源&分享@網站)
Source: 影音@ http://www.youtube.com/user/EnerMasterFilm ；簡報@ http://www.issuu.com/enermaster
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案例(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)
‧黃鎮江﹐《綠色能源》(全華科技2008/05/) ‧石井弘毅﹐《圖解燃料電池》(世茂出版2008/09/) ‧游李興﹐《燃料電池商品化分工(專輯)》(工商時報2009/03/～2009/09/主筆…目前已發行5期﹔ 預計共12期) ‧http://enermaster.blogspot.com/(EnerMaster部落格) ‧http://enermastervip.blogspot.com/(EnerMaster 部落格VIP 專屬) ‧http://www.youtube.com/EnerMasterFilm(EnerMaster演講錄影 ) ‧http://www.slideshare.net/EnerMaster(EnerMaster演講簡報 檔) ‧http://issuu.com/enermaster(EnerMaster演講簡報檔)
Source:rational@enermaster.com.tw(2011/02/)
(p.7)
Source： rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】
(p.8)
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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)Features
Source： rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】
(p.9)
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(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)PK
(p.10)
Source：rational@enermaster.com.tw(2011/05/)【(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】
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FC系統－系統架構 & 技術分工
(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) (燃料處理器)
(A)燃料電池概論
熱管理 水管理
EMS (電能管理) 餘熱回收 餘水回收
Integration (整合)
Stack(燃料電池堆) (p.11)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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.12)
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PEMFC_MEA(膜電極組)→Cells→Stack
STACK… 12V & 24V 4cm
4cm
8cm
5cm
5cm
Single Cell
4cm
0.6V, 10A = 6W 20cm2 @ 500mA/cm2
5cm
串聯 2 Cells 1.2V, 10A = 12W
0.6V, 20A = 12W 40cm2 @ 500mA/cm2
Stack
Fuelcell.swf 串聯 20 Cells 12V, 10A = 120W
Source: www.sglcarbon.com Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】
(p.13)
串聯 20 x 2 Cells 24V, 10A = 240W
(p.14)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/)
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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
串聯 20 Cells 12V, 20A = 240W
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H2高壓700Bar(100L)時FCV方可駛500公里 ≒60kL 1/1000 ≒2wt.%(250Kg) 1/400 @-253℃ ≒70Kg 1/300
@250~350ATM ≒200L
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/); (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(09)燃料電池系統介紹
(p.15)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】
(p.16)
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(protonenergy.com)HG(HOGEN)S-Series(1) 6.7kWh/m3 ［消耗6.7度電→(產氫量可發)1度電］
Source：rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(protonenergy.com)HG(HOGEN)200Psi≒13.8Bar(S10≒250LPH)(S20≒500LPH)(S40≒1000LPH)6.7kW(NTD4M)】
(p.17)
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製氫(~70%)的SR(蒸氣重整)…H2O是H2來源
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】
(p.19)
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低碳@Refom→FCV@2030→零碳@2035
18 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.18)
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由化石燃料(甲醇,甲烷)重組取得H2 (~70%)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】
(p.20)
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Reformer產氫: 線上&集中式@PSA
Source: rational@enermaster.com.tw (2007/10/); (工業材料)2007/10(吳俊達)Reformer產氫技術的發展與應用
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JHFC展示FCV試乘會&加氫站(700Bar)
(p.21)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【 (Materialsnet)VIP(2010621)由FC2010 EXPO看日本燃料電池產業發展(吳俊達)】(p.22)
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H2需700Bar燃料箱(複合碳材)100L駛500kM
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SUZUKI的FC機車(125cc)氫700Bar…FC600W+BT500Wh
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】
(p.23)
【(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.24)
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(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(1)
Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】
(p.25)
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DaimlerChrysler的NECAR…FCV系列
Source：rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (4)從馬車到氫車】
(p.27)
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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 (2010/10/) 【 (plugpower.com)PEMFC(GenDrive_Lift)Hybrid@Cap(GD-160,8.7kW)(GD-170,10.1kW)(Dc36~48V)350Bar,1.8Kg,180Sec】
(p.26)
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日本FCV加氫站…多為Reform(重整)製氫
Source: rational@enermaster.com.tw (2008/07/) 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】
(p.28)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
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供氫方式： 短期(d) → 中期(e) →長期(a~c)?
(B)何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」 但『發電』不「發火」
Source: rational@enermaster.com.tw (2008/07/) 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】
(p.29)
(p.30)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
將CH4(甲烷)SR改質(重整=重組)成H2的改質器
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
天然氣(CH4)SR(水蒸氣重整)製氫&熱(吸&放) 空氣
☉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 (2011/05/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】
(p.31)
(p.32) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
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天然氣(CH4) POX(部分氧化)製氫&熱(吸&放)
天然氣(CH4) ATR(自熱重整)製氫&熱(吸&放)
(p.33) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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.34) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
BOP(熱&水平衡)≒3熱交換器、2蒸氣分離器
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】
(p.35)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
天然氣(CH4)SR製氫&發電&熱(吸&放)CHP(熱&電)
(p.36) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
日本1kW家用RGFC共訂SPEC@BOP&CHP
Source：rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW】
(p.37)
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FC的CHP(熱電共生系統)於家庭的利用
(p.39) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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
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家用FC的CHP(熱電共生系統)架構
(p.38) Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【(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@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
熱電共生(CHP)FC系統的流程:回收H2&H2O
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.40)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
1kW家用RGFC@CHP： 45%熱+35%電
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JP家用FC增益(每年JPY5萬)10年≒JPY50萬
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: rational@enermaster.com.tw (2006/11/) <<圖解FC百科>>(全華科技(實用電子)2004/11王建義-譯) (p.41)
Source: HappyFC.NEF.or.jp
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(p.42)
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大阪瓦斯的「學習控制」運轉模式
一般獨棟住宅之負荷型態
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)
(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.43)
(p.44)
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日本定置型FC導入方案及時程
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核電廠(建10年)≒ 1M*1kW*JPY50萬(壽命10年) △輸出功率高達1M kW的核能發電廠 ﹐不僅建設長達10年◆以上﹐還必 須從發電廠至需求地建構長距離輸電設備﹐成本和損耗均居高不下。 △核能發電廠的建設費用﹐平均每1MkW須耗費4000億日元的鉅資﹐ ‧除此之外﹐再加上維修費用、放射性廢棄物處理費用及長距離輸電的費用﹐ 1kW的發電成本竟高達50萬日元 。
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.45)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】
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日本家用FC系統使用現況與預估@2030
(p.46)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
(Matsushita)F07(US6183895)Fig.14 (250W)
Source： rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【 (Materialsnet)VIP(2010621)由FC2010 EXPO看日本燃料電池產業發展(吳俊 達)】
(p.47)
Source: rational@enermaster.com.tw (2008/09/); (Matsushita)F07(US6183895) 燃料電池發電系統
(p.48)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
案例TOSHIBA的RGFC自動販賣機(冷&熱)
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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.49)
rational@enermaster.com.tw(2011/05/05)【燃料電池概論】 【何謂『燃料電池』…很像「瓦斯爐」但『發電』不「發火」】
搭載FC的自動販賣機≒電700W+熱300W
Source: rational@enermaster.com.tw (2011/05/) 【(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.50)