2008年12月25日 星期四

氫能機車 夢想上路


 文/鄭榮和(台灣大學機械系FORMOSUN先進研究動力中心指導教授)
 圖/台大先進動力研究中心部落格

 「如果你原先有一個夢想,然後你去實現,你會發現你的夢想會愈來愈遠大,沒完沒了。」

 這是台大先進動力研究中心為「捷能1號(Formoto I)」拍宣傳片時,錄下我的一段話,也可作為我這幾年推動新能源車輛的寫照。



電動車 必成載具主流
 本世紀人類文明面臨兩大危機,就是因全球暖化引起的氣候變遷以及能源枯竭。這兩大危機的根源都是因為我們大量依賴石化能源。在不久的將來,石化能源逐漸耗盡,我們勢必要找出一條生路。

 幾年前,台大先進動力研究中心花了很多心力在研究太陽能車,但以目前的技術來說,太陽能車不會有未來。因為太陽能車是一個面積不夠大的獨立系統,很容易受到天氣的影響。雖然潔淨,但動力的來源不可靠,而且價格相當昂貴,使得市場化困難重重。

 若以現有的技術判斷,我認為未來的載具一定會是電動車,只是不確定是哪種電動車。是充電的電池車?還是以氫為能源載體的燃料電池車?或是其他方式轉換能源,進而驅動的電動車?

 今年台大先進動力研究中心,開發出一輛名為Formoto I「捷能一號」的燃料電池機車。它是以氫氣作為燃料,經由燃料電池的電化學反應後,生成電,而推動馬達驅動輪子前進的機車。燃料電池反應後,排出的廢氣只有水蒸氣而已,完全沒有污染,代表著機車的新未來。

氫能機車 性能好污染低
 Formoto I的性能與125 cc的汽油引擎機車相當,其巡航速率為每小時60公里,極速可達每小時85公里,時速0至60公里加速時間約為8秒,加氫一次最長行駛里程為170公里。

 當初會朝125cc的性能規格設計,就是想突破過去電動機車性能不佳的刻板印象,並依目前社會普遍使用的車輛型式,且也符合現階段技術發展需求與製造能力。所以,它的定位不是代步車、不是小型的都會通勤車,它與台北街頭到處跑的機車一模一樣,只不過不排廢氣,只排水。

 Formoto I 的心臟,採用的是質子交換膜燃料電池(PEMFC),它的效率最高可達60%,比起熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、磷酸鹽燃料電池(PAFC)、固態氧化物燃料電池(SOFC)、鹼性燃料電池(AFC)等其他種類的燃料電池,質子交換膜燃料電池有啟動時間快的優點,適合交通載具的需求。

 當然,使用氫作為能源的載體,一樣有許多問題待克服。目前大部份的氫是從天然氣來的,且價格是石油的三倍;雖然電解水產氫是可行且成熟的技術,但重點是電解水的電,不應該是由化石燃料產生。

氫能經濟 急需基礎建設

 此外,民眾對於氫,仍有一定程度的恐懼。氫與瓦斯或汽油相比更易燃,濃度從4%-75%都有可能燃燒,另外它怕靜電,某些條件下也可能會爆炸;但是,比空氣輕的特點,讓它可以非常快速的擴散,因此燃燒的火焰是向上,不像汽油是向周遭延燒,其實反而是較安全的。

 就算民眾能接受氫的危險性,如何取得便宜與充足的氫,也是一大問題。而氫的儲存與運送,必須搭配著昂貴的基礎建設,這也都是需要未來政府大力投資的。

 目前,研發團隊已經騎著Formoto I,在台大校園內作過多次測試,並即將進行環島的實測。如果在這幾天您發現有一群車隊,跟著一輛長得像送披薩的白色機車前行的話,那就是我們的團隊,也歡迎您在路上為我們加油打氣。

 其實這個世紀危機,反而是台灣的機會,潔淨能源或綠色載具,都是台灣有機會突破現況,以自有品牌進入世界的市場的良機。沒有石油的日子雖不好過,但只要我們找到出路,未來的文明將會更好。我們真的有太多事情可以作了,像是節能、提高能源使用效率、尋找替代品、研發新流程等…

 只是,我們一定要趁還來得及的時候,趕快去作!

關於鄭榮和
美國密西根大學博士,研究領域在有限元素法、金屬成型、超塑性成型、結構分析等,曾任職於美國奇異公司研發部門。回國後任教於台灣大學,並曾帶領台大太陽能車隊赴澳洲比賽,過程還拍成電影《夢想無限》。現任台灣大學機械工程學系固力組教授,兼任FORMOSUN先進動力研究中心指導教授,持續研發綠色運具。

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