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金屬氫燃料電池之研究

為了解決小型發電機110v的問題，作者宋振皓 這樣論述：

質子交換膜燃料電池 (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC) 是一種可將化學能直接轉換為電能的一種發電系統，它具有能源轉換效率高、體積質量小與操作溫度低等優點，適用於各種小型移動式的電源供應系統，如電動汽機車、備用電力站、移動式緊急發電系統等。合金儲氫瓶的儲氫密度是氫的1,000倍左右，和液態氫相同或超過液態氫，而且沒有爆炸的危險，並有零損耗的優點，能長時間儲存氫氣，不用複雜容器就可儲存，在釋放時還可獲得高純氫，是一種安全又經濟有效的儲氫方法。在此研究中，利用鉛酸電池(滿電52.4V)與質子交換膜燃料電池(空載為23.3V)構成一套電池管理系統(

Battery Management System, BMS)，當鉛酸電池本身電壓小於50V時，其系統供電會切換為燃料電池來繼續供電，此時燃的料電池高負載電壓為22.9V。合金儲氫瓶在進行氫氣補充時，因合金儲氫瓶本身的化學放熱效應，合金儲氫瓶本身溫度會快速升溫(達50OC)，可將合金儲氫瓶半身放入水中幫助散熱，放入水中散熱可同時提高合金儲氫瓶內儲氫壓力的容量。儲氫瓶最大充氫壓力約35Kg/cm2,，本研究均已30Kg/cm2作為儲氫瓶安全儲氫壓力。合金儲氫瓶在空瓶(0Kg/cm2)情況下，瓶身重量為2950公克，而在30Kg/cm2時，瓶身重量為2985公克，從此量測可以知道合金儲氫瓶在30K

g/cm2時，氫氣重量為35公克。合金儲氫瓶本身則是會受到一定的溫度和壓力影響，放氫時會因為合金儲氫瓶本身的化學吸熱影響而造成合金儲氫瓶內的氫氣釋放壓力下降，直接影響燃料電池的運作，合金儲氫瓶透過流動之液體或是氣流來進行熱補償，以維持合金儲氫瓶之壓力穩定。本系統透過升壓模組將燃料電池(23.3V)電壓升到52V，並透過降壓模組將電壓降至12V及24V給逆變器做轉換為110V及220V交流電壓來提供我們日常電器之運作，合金儲氫瓶在穩定運作情況下，燃料電池透過合金儲氫瓶供給可連續運作兩小時。