瑞士研發甲酸燃料電池, 解決氫燃料運輸與補充難題

氫燃料電池技術原理是將化學能轉變為電能, 不會排放一氧化氮, 煤煙或硫氧化物等大量廢氣, 其 '只會排出純水' 宣傳標語更是赫赫有名, 但由於氫氣難以運輸, 氫燃料基礎設施目前仍為該技術發展挑戰之一, 而瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 為解決燃料運輸問題, 研發新型氫燃料電池技術.

有別於以往裝載氫氣, 該電池原型以甲酸 (formic acid) 為基底, 平時呈液體狀態, 更容易運輸與補充燃料. 而甲酸可由氫氣與二氧化碳反應而成, 原先也常用於農業與工業, 具有易於生產與用途廣泛優勢, 如果想要進一步使用環保方式製造, 根據美國普林斯頓大學 2014 年研究, 也可利用太陽能板將二氧化碳變成甲酸.

甲酸同時也是良好的氫氣載體, 根據資料, 1 公升甲酸可製造 590 公升氫氣, 因此 EPFL 想透過其特質研發出更具經濟效益電池.

團隊開發出氫氣製造機 HYFORM, 利用釕催化劑將甲酸液體轉換成二氧化碳與氫氣, 再把生成的氫氣運送到質子交換膜燃料電池 (PEMFC) 進行發電, 過程中只會產生二氧化碳與水. 團隊更補充, 排出的二氧化碳也可回收再利用, 繼續製造更多甲酸.

HYFORM-PEMFC 系統每年可生產 7,000kWh 電力, 標準功率為 800w, 相當於同時為 200 支智能手機充電, 發電效率則達 45%. 團隊表示, 該燃料電池為無碳能源, 也不會產生任何氮氧化物與微粒, 而由於可透過廢棄二氧化碳與氧化生質 (oxidating biomass) 製造, 甲酸也是所謂的環保小尖兵.

研究員表示, 該系統保養成本低, 也不需要連接電網, 釕催化劑長效且相對便宜, 非常適合用於偏遠地區, 而團隊目前也不斷在尋找更便宜的催化劑.

不過甲酸燃料電池概念並非世界首例, 荷蘭恩荷芬理工大學 (TU/e) 學生先前成立新創公司 Team FAST, 並於 2017 年 6 月研發出相似技術, 盼利用甲酸氫燃料電池為公車供電. 該團隊將與 VDL 集團合作打造甲酸燃料公車, 並透過拖掛在後方拖車的甲酸燃料電池接收額外電力.

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