2011全國燃料電池創意應用競賽

▓整輯：謝惠子 ▓圖片提供：國立勤益科技大學

由教育部指導，國立勤益科技大學化工與材料工程系（所）及工程學院，以及東海大學碳中和技術科技人才培育資源中心聯合主辦，並由高鼎化學、掌宇、泰新、康宇、呈友、必穎、群翌等公司贊助之「2011全國燃料電池創意應用競賽」，於2011年5月25日假國立勤益科技大學工程館舉行。該競賽評審由經濟部能源局主任秘書陳玲慧、產業界專家及學術單位教授所組成，從創意性、技術性、設計性、市場性等4大面向進行評比。

「2011全國燃料電池創意應用競賽」共有全國8校15組隊伍參賽，參賽學校包括：勤益科技大學、東海大學、交通大學、聯合大學、清雲科技大學、東南科技大學、屏東科技大學、明志科技大學等校，主辦單位表示，在國際能源價格持續高漲與環保意識抬頭的雙重趨勢推促下，開發新一代綠色能源技術已成全球各國共同目標。其中，燃料電池（Fuel Cell）因具備高能量密度、高轉換效率、零污染與高續航力等優勢，成為近年來備受矚目的新能源技術。由於燃料電池應用範圍廣泛，產業鏈亦漸趨成熟，未來潛力無窮，而決定市場發展的下一步關鍵因素，即在於各式創新應用研發，因此主辦單位希望藉由競賽方式，增進各界對於燃料電池的認識，進而培養優秀的設計研發人才，發掘未來燃料電池之明星產品，並為台灣燃料電池產業之發展奠定堅實的基礎。

展現多元優異創想，厚植研發軟實力

該競賽係以「質子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）」、「直接醇類燃料電池」、「金屬空氣燃料電池」或其他低溫型燃料電池（操作溫度在100℃以下）之創意應用設計為競賽範圍，並須以其為主要發電來源（60％以上），亦可整合其他電力來源，且須能實際可操作為主；應用領域則不設限，由參賽隊伍自行發揮。

經過評選結果，此次獲獎作品，第1名為：混合式氫氧燃料電池車（勤益科技大學）；第2名：微生物產氫於燃料電池發電之零碳都市（東海大學）、地震感測警報器（屏東科技大學）；第3名：具DMFC之小型交通警示系統（勤益科技大學）、USB綠色戶外電源（東南科技大學）、氫光能滅飛裝置（勤益科技大學），以及其餘佳作與入選共14個獎項，當中，勤益科技大學囊括近半數的得獎率，表現亮眼，以下茲分別簡介前3名作品之創意巧思。（資料提供：國立勤益科技大學）

◎混合式氫氧燃料電池車
在氫能應用中運輸是最被看好的應用項目，其中又以汽機車為載具之運用最引人興趣，加上近年來原油價格飆漲，因此團隊設計以氫做為動力的「混合式氫氧燃料電池車」，具有結構簡單、外型輕盈及操作容易且環保安全等優點。該車主要動力來源為200W氫氧燃料電池堆，搭配2顆12V 1.5Ah鉛蓄電池之輔助電力系統整合而成，而燃料供給係使用500L低壓金屬儲氫罐。該車行駛於一般路面平均速度為每小時11公里，最大可達20公里，可行駛時間約90分鐘。

◎微生物產氫於燃料電池發電之零碳都市
目前普遍使用的燃料電池多以大量電能電解水產生氫氣，再經燃料電池轉換產生電能。為減少電解水所需的電能耗損，參賽小組利用微生物分解廢棄的木質纖維材料，產生氫氣，做為燃料電池氫氣的來源。「零碳都市」裡的社區、公園之照明、發電均由微生物產氫發電廠所提供，不僅擁有節能減碳之效益，且其漂浮型設計更是因應全球暖化變遷之應變方式，冀望能夠成為未來體現節約能源、環保、地域設計之綠色生態城。

◎地震感測警報器
由於近幾年地殼板塊運動頻繁，時常造成嚴重損傷，若能研製出簡易又實用的地震警報器，將可降低傷亡人數並增強防衛功能。「地震感測警報器」利用太陽能板收集光能以驅使蒸餾水解離為氫氣與氧氣，之後驅動2組氫氧燃料電池產生足夠的電能，再透過彈簧感傳裝置傳遞訊息。當彈簧因震動碰撞就會立即通電，並發出95分貝的警鈴聲，提醒民眾立刻進行疏散，達到防災功能。

◎具DMFC之小型交通警示系統
運輸工具為人們帶來諸多便利性，但也因為用路人的疏忽或不注意，或是其他問題而造成事故發生。因此，「具DMFC之小型交通警示系統」藉由直接甲醇燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell, DMFC）做為電力來源，並結合LED矩陣及搭配IC晶片，製作出跑馬燈效果，可提高路間狀況的警示度。該系統具備攜帶方便、操作簡單、收納容易之特點，尤其是利用直接甲醇燃料電池發電，不但能夠改善乾電池用完即丟所造成的環境污染問題，更可長時間使用，兼具環保與節能目的。

◎USB綠色戶外電源
製作小組採用不含汞、鉛、鎘等有毒金屬之鋅空氣燃料電池，做出一個可提供戶外利用USB充電的3C產品在失去電力時的緊急電源。「USB綠色戶外電源」單顆容量可達4,000mAh，若以4顆串聯做為電能補充裝置，約可提供平版電腦充電達2.5次，若以目前每顆成本新台幣50元計算，每次充電成本約80元，相當划算且便利。另由於並非所有USB接口裝置都可以充電，因此必須設計辨識路線做為銜接，該團隊已成功建構出辨識路線，並進行專利申請。

◎氫光能滅飛裝置
隨著有機農場的提倡，蚊蟲問題也大幅增加，為因應此問題，「氫光能滅飛裝置」結合燃料電池和太陽能及市電混合供電，當作誘捕蚊蟲裝置，亦設有LED燈，也可成為一項戶外照明設施。當白天時用於戶外，可利用太陽能進行蓄電及供電，若為夜晚或陰天時，則由燃料電池對負載供電。另外，若於室內使用時，也可當作空氣過濾清淨機，具有環保一機多用途的功能。