3. 新能源機械設備的關鍵技術

NaS 電池，是一種在高溫350度產生電流，體積能源密度很高的可充電電池。顯示鈉離子傳導性的β氧化鋁特殊陶瓷，為一種固體電解質；而正極的硫磺以及負極的鈉，透過固體電解質發生變化並產生充放電。因為活物質是鈉以及硫磺，所以資源充沛無虞。並且，因為電解質是固體，所以自我放電所佔比例極小。在技術上已進入實用階段，6000kw此等巨大系統在電力公司的變電所已經達平穩發展，且具實際運轉績效。在博覽會會場中，充放電輸出500kw，持續時間長達7小時的NaS 電池(圖7)，可吸收太陽光發電的電力變動以及燃料電池的夜間剩餘電力，以達穩定提供電力之效果。

燃料電池的原理，係水電解的逆反應，亦即，基於氫和氧的反應，產生電以及水之一連串化學反應。燃料電池，因具有(1)即便是利用廢熱亦仍產生小規模但具有高效率的能源，(2)低噪音·低振盪，(3)低環境負荷等特色，為分散型電源，其今後的發展令人期待。

根據所使用的電解質，以及動作溫度，燃料電池有各種類型(表1)。在最低溫下動作的固體高分子(PEFC)，雖然已經開發出燃料電池汽車用的數十kw規模，以及家用安置型的1kw 規模，但並未在本博覽會中公開展示。在博覽會中，實際運轉了一台250kw 溶融碳酸鹽燃料電池(MCFC，圖8)，以及一台附微燃氣輪機的250kwMCFC1。在高溫650度下動作的MCFC ，我們也將在下面介紹說明，亦可利用廢棄物所生成的氣體作為燃料等，其未來的發展將不可限量。為增強整體的發電電力，追加了四台共計800kw已具實用效果的200kw磷酸燃料電池(PAFC，圖9)，以及一台目前正在開發中的新型燃料電池，具50kw 固體氧化物燃料電池(SOFC，圖10)。並將這些燃料電池所產生的廢棄加以回收，再利用於博覽會會場內建築物所需之冷氣設備。

在博覽會的會期中，會場內有許多的餐廳會產生廚餘。儲餘在夜間由收集車回收，並儲存於沼氣發酵系統(圖11)。廚餘最大容納量為4.8 噸。廚餘在經過破壞垃圾袋、選別、粉碎處理過程後，並加入水以及鹼後攪拌呈黏稠狀，之後即送入發酵槽。將廚餘處理生成沼氣發酵之過程約需要2週的時間。不需將廚餘搬出會場外，可完全透過這個系統處理完畢。所生成的沼氣並可作為MCFC 的燃料被加以運用。如果發酵的沼氣有不足的情形時，可以都市廢氣補充。