朝氫能校園邁進--明道大學「永續能源示範校園」計畫

▓撰文：張奇龍 ▓圖片提供：明道大學能源科技中心

校園（Campus）兩字在明道大學的建校理念中，是具有特殊的涵意。因為明道大學希望在知識教育之外，藉由大學生活與環境教育，在潛移默化之間塑造知識份子文質彬彬的生活品味，因此突破傳統，建造了一個豐富優美的人文校園，更因關懷人類賴以依存的地球，針對全球二氧化碳減量的殷切需求，明道大學更在全國大專校院中率先啟動了密集的再生能源研究，積極落實「明道永續能源示範校園」，藉由進階的認知與體驗，灌輸明道學子與社會大眾永續環境的概念。

由於世界人口快速成長，近年來印度、中國等人口多的國家，隨生活水準的提升，能源消費急遽增加，全世界的石油產量更為加速枯竭。因此，在這世界能源逐漸短缺，國際石油價格不斷高漲和京都議定書協定下，各國的科學家都致力於尋找替代的能源，希望能解決未來能源的窘境。台灣身為地球村之一員，當然也應該為人類未來的能源問題而努力。因此，國內許多學術界和產業研究單位也都紛紛投入大量人力與資源，希望能夠早日找到適合我國的替代能源方案。

研發氫能電動車

其中，風能、太陽能及氫能是地球上源源不斷，取之不盡的潔淨能源。明道大學自2001年建校以來，一直致力於潔淨能源相關技術的開發研究與應用，更極積配合政府推動環保、節能及可再生能源之利用政策，率先全國大學校院推動「永續能源示範校園」計畫，首先展開利用氫能源為燃料的燃料電池電動車為研究核心。自2003年3月發表國內第1台以氫燃料電池為動力的電動車並成為彰化花卉博覽會的貴賓專屬遊園車，歷經4年後於2007年展出第4代改良車型，並於台北展示示範運行之能力，成為國內第1部掛有行車牌照之燃料電池電動車，其巡航速度可達每小時35公里，並配置明道資工系所研發出的無人衛星自動駕駛系統，可說已具備商業化之雛形，也為國內相關政府部門帶來新（氫）能源應用的指標。同時，校方並致力於燃料電池本體的開發研究，已具質子交換膜燃料電池（PEMFC）、直接甲醇燃料電池（DMFC）與固態氧化物燃料電池（SOFC）的單電池組自製研發能力。

何謂氫能源燃料電池（Hydrogen Fuel Cell）？簡單的說，是以氫氣為反應物源的電池系統，只有當氫氣被導入燃料電池內發生催化反應才會產生電力，一旦停止供應氫氣將不會產生電力。因此，燃料電池可視為汽油引擎，氫氣可視為一般的汽油燃料。因此，基於化石燃料存量日漸枯竭，加上對化石燃料的需求有增無減，以及對環境保護議題的關心，使得氫能燃料電池車成為未來可能取代化石燃料汽車的新能源應用之一。而其具備安靜、無廢氣排放之環保問題，以電力驅動馬達帶動車輛，其效率是內燃機的1倍以上。而初期發展仍然需要政府相關部門在配套措施上之建立，以求完備，如：法令的修改、加氫站的設立、儲氫罐的研發、氫氣安全性的要求、運行車輛的價格補貼等，方能在未來有所實質的進展。

打造潔淨永續校園

明道大學以氫能源為核心，結合太陽能與風能發電系統進行電解製氫與儲氫設施研究，同時將電能導入一般實驗室或溫室蔬果花卉培育兼教學研究等設施，做為電源應用。目前學校結合日本東海大學發展300瓦至10瓩功率之直線翼垂直水平軸型風力發電機系統，其具有低噪音、不占空間與無風向限制之優點，可做為一般家庭電力之應用。

此外，利用菌種進行廚餘生質裂解產氫與能源作物的研究亦積極進行中，除可獲得氫氣來源外，亦可有效裂解廚餘物而具備雙重之功能。基於永續能源發展，學校先期將建立結合風力、太陽能、燃料電池與熱泵系統之新能源應用木屋宿舍區——永續能源社區計畫，以此經驗擴大推廣成利用大自然再生能源，打造明道大學「潔淨永續能源示範校園」計畫，使學校成為未來政府相關部門在推動節（潔）能環保上重要的示範展示校區。最後，大家都是地球的一份子，應當為地球的永續生存一起努力，即保護地球從節能、環保與善用資源做起！（作者為明道大學能源科技中心主任）