生質能 - 儲能科技 (氫能、鋰電池、超電容、燃料電池) 人才培育
 
生質能應用原理 - 儲能科技 (氫能、鋰電池、超電容、燃料電池) 人才培育
 
生質能泛指所有有機物,其應用方式為經由各式自然或人為化學反應,將其中蘊含之化學能釋出,轉化為供人類使用之熱能。生質能轉換 (Biomass conversion) 主要有三種:
  1. 物理轉換包括將廢棄物分類壓縮,從植物中搾油等等。
  2. 熱轉換包括了熱解、燃燒、氣化等,可以產生熱、氣體與油。其中燃燒是最常用。
  3. 生物轉換利用微生物或酵素將生質轉化成酒精、生質燃油或沼氣。
 
生質能應用原理 - 儲能科技 (氫能、鋰電池、超電容、燃料電池) 人才培育
 
【生質能優點】
  1. 減少對石油類能源的依賴,有助於能源自給。
  2. 生質的原料,可以說是取之不盡,用之不竭,隨處都是。
  3. 減少廢棄物、垃圾、污水減輕自然環 境的污染的。
  4. 與其他非傳統性能源相較。
【生質能缺點】
  1. 回收回來的原料儲存問題。
  2. 轉換的成本太貴。
  3. 有些能源,沒辦法立即迅速使用,像沼氣需要醞釀。
  4. 考慮運輸和成本問題,使用地點限制大。
 
 
生質能應用方式 - 儲能科技 (氫能、鋰電池、超電容、燃料電池) 人才培育
 
生質能應用方式分成固態燃料、氣態燃料、液態燃料。
 
【固態燃料】
固態廢棄物衍生燃料 (RDF-5) 製造與應用技術:RDF-5 技術可採用都市垃圾、一般事業廢棄物及農業廢棄物等為進料。主要製程包括破碎、磁選、風選、乾燥、藥劑摻配及造粒等,回收廢棄物中之可燃物製成再生燃料。
 
【氣態燃料】
沼氣:顧名思義就是沼澤裏的氣體。
  • 在沼澤地、污水溝或糞池裏,有氣泡冒出來,如果點火,即可把它點燃,這就是自然界天然發生的沼氣。
  • 沼氣,即是各種有機物質在隔絕空氣 (即無氧氣的還原條件),並且在適宜的溫度、濕度下,經過微生物的發酵作用,所產生的一種可以燃燒氣體。
  • 沼氣的主要成分是甲烷,約占所產生的各種氣體的 60%-80%。
甲烷:是一種理想的氣體燃料,它無色無味,與適量空氣混合後即可燃燒。
 
沼氣發生的詳細原理科學家目前尚未完全清楚中,但其形成的過程大致可分為兩個階段:
  1. 首先將各種複雜的有機物轉化為低級脂肪酸,例如丁酸、丙酸、乙酸;
  2. 然後再將上述各類產物繼續轉化為甲烷和二氧化碳等燃料氣體。
 
氣態燃料形成原理 - 儲能科技 (氫能、鋰電池、超電容、燃料電池) 人才培育
 
【液態燃料】
生質柴油由動植物油酯和甲醇 (或乙醇) 經鹼或酸催化,產生脂肪酸甲酯 (或乙酯) 及甘油等,經分離甘油後上層之油層,再以蒸餾去除未反應完全之油脂即得生質柴油。 其中觸媒一般皆以氫氧化鈉,在溫度約 60°C 下約 5 分鐘反應率即達 96%,如下式,其中產物R為反應物 R1、R2、R3 等。
 
 
台灣生質能發電潛力 - 儲能科技 (氫能、鋰電池、超電容、燃料電池) 人才培育
 
目前台灣生質能發電應用有垃圾焚化發電及沼氣發電二大類。前者以成為我國多數焚化廠之營運常態;後者則以豬糞尿厭氧消化處理為先驅,持續開發烹調、發電及運輸。此外,經濟部及環保署亦協助再生能源業者開發國內垃圾掩埋場沼氣發電計畫,並以台電公司配合購電之方式,推動生質能發電。
 
資料來源:大同大學光電工程研究所林烱暐副教授


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