(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
《燃料電池概論》(08) 適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫 Model≒最慢的SR(蒸氣重 組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、 最佳的ATR(自熱重組)難控制
Dr. Rational_You (游李興)(有理性) Founder & GM @EnerMaster (FC能源專家) ［dale_chen@must.edu.tw］邀約 20121011B授課 Source: rational@enermaster.com.tw
(p.1)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
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) (p.2)
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(1)合金氫罐
FC系統－系統架構 & 技術分工 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)
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) Source: rational@enermaster.com.tw 【(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.3)
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從化石燃料中製造出H2的FP(燃料處理裝置)的Reform(重組)≒SR(蒸 氣重組)
Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.4)
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從化石燃料中製造出H2的FP(燃料處理裝置)的Reform(重組)≒SR(蒸 氣重組)、POX、ATR
Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.5)
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Reformer產氫: 即時(發電)／純化 (儲存) 高溫&高壓 →LIFE短
→
Source: rational@enermaster.com.tw ; (工業材料)2007/10(吳俊達)Reformer產氫技術的發展與應用
(p.6)
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製氫(~70%)的SR(蒸氣重組)…H2O是H2來源
Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】
(p.7)
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製氫(~50%)的POX(部分氧化)法&其它…
Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】
(p.8)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
天然氣(CH4)SR(水蒸氣重組)製氫&熱(吸&放) 空氣
Source: rational@enermaster.com.tw 【(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.9)
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天然氣(CH4) POX(部分氧化)製氫&熱(吸&放)
Source: rational@enermaster.com.tw 【(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.10)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
天然氣(CH4) ATR(自熱重組)製氫&熱(吸&放)
Source: rational@enermaster.com.tw 【(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.11)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
家用RGFC(改質瓦斯燃料電池)@CHP(熱電共生)流程
Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.12) (012)在構成燃料電池的系統上﹐必須要用到數個組件
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
家用RGFC(改質瓦斯燃料電池)@CHP(熱電共生)+熱水槽
Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(3)【與生活息息相關的家庭用FC】 (050)追查系統內的空氣與水的流動
(p.13)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
天然氣SR製氫&發電&熱(吸&放)CHP(熱&電)
Source: rational@enermaster.com.tw 【(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.14)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
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 (2012/09/)
(p.15)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
PEMFC(質子交換膜燃料電池)發電反應原理
陽極 PEM
Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.16)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
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) (p.17)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
日本1kW家用RGFC共訂SPEC@BOP&CHP
Source：rational@enermaster.com.tw 【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW】
(p.18)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
日本1kW家用RGFC共訂SPEC@BOP的B3(3)
Source：rational@enermaster.com.tw 【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】
(p.19)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
日本家用故障部位別的件數與比率 (2005年度第1期175台2005年10月~2006年9月)
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.20)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
家用FC的CHP(熱電共生系統)架構
Source: rational@enermaster.com.tw 【(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 (p.21)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
熱電共生(CHP)FC系統流程: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.22)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
一般住宅負荷: 電(冬≒夏)! 熱(冬>>夏)?
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.23)
(EnerMaster)20121011B(RationalYou)《燃料電池概論》(08)【適合PEMFC(質子交換膜燃料電池)的 Reform(改質)製氫Model≒最慢的SR(蒸氣重組)濃度高、最快的POX(部分氧化)效率低、最佳的 ATR(自熱重組)難控制】
大阪瓦斯的「學習控制」運轉模式(四種)
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.24)