Hydrogenic Energy
Applications of hydrogen energy
氫能的應用
氫是宇宙中最豐富的元素之一，其能量密度高，是汽油的三倍，而使用氫時不會產生二氧化碳等溫室氣體，因此被視為實現碳中和的重要選擇。
氫的用途非常廣泛，可以用作能源載體、化工原料、燃料電池等。其中，燃料電池是一種高效、清潔的能源轉換技術，它將氫氣和氧氣直接轉化為電能，並且只產生水蒸氣等無害物質。
在氫的來源方面，氫氣可以通過水解、天然氣重組等多種方式製備，其中綠氫是未來的趨勢。綠氫是透過使用可再生能源(如太陽能、風能等)來進行水解反應製備的氫氣，因此不會產生任何溫室氣體，是一種非常環保的氫源。
此外，餘氫創能也是近期的一個熱門話題。餘氫指的是生產過程中產生的未被利用的氫氣，通過將其再次利用來提高能源利用率。餘氫創能的概念已經得到了廣泛的關注和應用，被認為是一個非常有前景的技術。
綜上所述，氫作為一種能源載體具有很多優點，其應用前景非常廣闊。在實現碳中和的過程中，氫將扮演著重要的角色。
Introduction to hydrogen fuel cells
氫燃料電池介紹
燃料電池(Fuel cells)是一種利用化學反應產生電力的裝置，可使用的燃料選擇非常多元，最常見的是使用純氫氣作為燃料的質子交換膜燃料電池(PEMFC)，其他還包括酒精、瓦斯、天然氣等含氫氣的燃料，也可以使用在燃料電池。
質子交換膜燃料電池使用氫氣和氧氣進行電化學反應，產生電力的過程中，只會產出純淨的水，不會產生有害環境的廢棄物，而且很安靜，是一種環保的高效率發電方式。
Hydrogen fuel cell power generation principle
氫燃料電池的發電原理
氫氣由燃料電池的陽極進入，氧氣(或空氣)則由陰極進入燃料電池，經由催化劑的作用，使得陽極的氫原子分解成二個氫質子與二個電子，其中質子被氧吸引到薄膜的另一側，電子則經由外部電路形成電流後，到達陰極；在陰極催化劑的作用下，氫質子、氧及電子共同反應形成水分子，過程中不會產生環境廢棄物，不僅環保、安靜，也是一種高效率的發電方式。
燃料在電極上發生氧化反應，釋放出電子和離子。電子通過外部電路流動到另一側的電極，產生電流。 離子穿過電解質，與氧氣在另一側的電極上發生還原反應。 電子、離子和氧氣在電極上發生反應，產生水和熱。
Fuel cell structure
燃料電池結構
質子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種常見的燃料電池類型，其主要由以下幾個部分構成：
- 質子交換膜：位於電池中心位置，用於將質子從陽極傳輸到陰極，同時阻止電子通過電解質膜的流動，常用材料為聚合物材料如氟化聚合物。
- 陽極觸媒：位於質子交換膜一側，負責氫氣的氧化反應，常用材料為鉑或鉑合金。
- 陰極觸媒：位於質子交換膜另一側，負責氧氣的還原。