燃料电池种类与应用

目前燃料电池依其电解质的种类，可以区分为碱液型(AFC, Alkaline Fuel Cell)、磷酸型(PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell)、溶解碳酸盐型(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell)、固体氧化物型(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)、质子交换膜型，其中碱液型燃料电池以碱性溶液做为电解质，只能应用于纯氢与纯氧的操作条件，早年应用在航天设备电力系统，磷酸型燃料电池以浓磷酸溶液为电解质，其运转温度约200℃，溶解碳酸盐型燃料电池作动温度达650℃，固体氧化物型燃料电池运转温度为1,000℃，热冲击(Thermal shock)大。
质子交换膜型燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell , PEMFC)属于二次电池，是一种电化学装置，以氢气与氧气反应的化学作用直接产生电力，不似内燃引擎的实际燃烧动作及产生废气排放。典型的燃料电池系统系藉由氢气燃料与氧气（来自空气）在电池内产生的电化学反应，除提供电力外，其副产物是废热（电化学放热反应及水排放），燃料电池不同于一般的二次电池，无需充电，只要能适度提供燃料(如氢气或甲醇重组等)及空气，即可持续产生电力。质子交换膜型燃料电池的电流密度可达数mA~A/cm2，质子交换膜型燃料电池因具极低污染、高效率、常温作动(80℃以下)、快速激活优点，适合车辆动力需求，近年来逐渐朝可携带式(Portable)或静置型(Stationary)电力，未来极可能是低污染交通载具（巴士、汽车、机车或小型电动车辆）动力的主流。

二、质子交换膜型燃料电池关键零组件技术研发与课题

1)提升燃料电堆性能
提升燃料电堆(Fuel Cell Stack)功率输出密度，延长耐久性(汽车需能耐久5,000小时以上、且激活‧停止次数3~6万次/10年，质子交换膜的耐高温性‧低加湿化(Humidification)‧无加湿化‧减少白金被覆量(Coating load)‧开发白金替代触媒‧分隔板(Separator)轻量化‧薄型化设计等。
2)燃料供应重组器
提升耐久性、延长循环寿命、提升激活性能与反应性、小型化/轻量化、汽车用汽油重组器开发。
3)燃料供应储氢技术
以车辆可以行驶500km续航距离为例，研发可以储存5kg氢气的储存技术，有以下实施方法
>高压储氢:~70Mpa(10,000psig)高压储氢筒(目前使用方式，储氢筒强度问题)
>液态氢气:蒸发氢气防漏失(Boil-off gas)对策
>储氢材料: 储氢合金(Metal hydride)、化学储氢材料、奈米碳管(Carbon Nano Tube , CNT)或碳储氢材料
4)燃料电池系统
燃料电池系统构造最佳化设计，耐久性，低温对策，激活性，运转负荷反应性，提升废热回收效率，提升副机效率等。
5)氢气燃料安全、氢气供应体系(Infrastructure)周边技术
氢气压缩机、电磁阀、高压储氢器与氢气供应体系仍然不足，氢气安全法规订定、氢气供应体系周边技术待建立。