• 微尺度燃燒系統
  • 電力推進系統
  • 熱光電系統
  • 潔淨化石燃料技術
  • 生質能源應用
  • 微尺度燃燒系統

    關於介觀尺度至微尺度的燃燒器研發方面,本研究團隊提出以分段式觸媒搭配空腔結構於微管道,並探討不同的操作條件如管徑,壁面材質,流速等的效應。觸媒壁對氣相燃燒的影響主要有兩種,一方面會消耗燃料抑制氣相燃燒,另一方面壁面反應所產生的高溫與自由基有助於微管道內氣相燃燒的發生。結合分段式觸媒排列與空腔效應對微管道下甲烷燃燒有明顯的優點,能夠縮短完全反應所需的停滯時間,此一結果已刊登於Chemical Engineering Journal期刊。另外,分段式觸媒結合空腔對H2/CO、CH4/CO、H2/CH4 blended fuels 也有相當好的效果,相關研究結果已刊登於Combustion and Flame期刊與Proceeding of the Combustion Institute。關於液態燃料在小尺度燃燒器部分,本研究團隊提出中芯多孔油注液態薄膜燃油燃燒器,針對不同孔隙率與材質的多孔油注器作數值分析,並探討液態燃燒的穩焰機制,相關論文發表於Proceeding of the Combustion InstituteCombustion Science and Technology

  • 電力推進系統

    近年來立方衛星的應用已經從低軌道的大氣氣候量測、中繼通訊傳輸,到最近熱門主題的深太空探索。對於立方衛星的推進需求也從單純的衛星姿態控制、軌道變換,至深太空航行。相對於推力輸出需求變小,但比衝值要高,而電力推進系統符合上述的需求。在電力推進系統應用於立方微衛星中,以脈衝式電漿推進器(pulsed plasma thruster,PPT)與陰極真空電弧推進器(vacuum cathode arc thruster,VCA)最具潛力。PPT與VCA的放電過程與電漿生成與放電腔體的尺寸、點火方式,與燃料的種類等息息相關。依據過去在電漿穩駐火焰和電弧火箭研發上累積的經驗,配合國立成功大學航空太空科技研究中心、電漿與太空科學中心,與德國史圖佳特大學太空系統研究所(IRS)的協助,預計完成一套電力推進系統,在未來能夠提出的微離子推進系統於立方微衛星,並進行飛行測試。

  • 熱光電系統

    本團隊將小型中芯多孔油注液態薄膜燃油燃燒器的燃燒壁面改為碳化矽材質,搭配GaSb光電板陣列,成功產生電力輸出,整體效率為其他文獻上的兩倍以上,近年有多篇這方面文章發表於光電方面最著名的Progress in Photovoltaics 以及Proceedings of the Combustion Institute 等燃燒與熱學方面的高排名期刊,2011年受邀撰寫微尺度燃燒與微動力【Microscale Combustion and Power Generation】 專書專中的「液態微燃燒」專章。此外,根據熱光電系統元件的特性,提出多項改善幅射器的幅射效率與光電板的光電效率之方法,相關論文亦發表於Proceedings of the Combustion InstituteEnergy 期刊,其微熱光電動力系統之相關研究成果與發表論文如下圖顯示。

  • 潔淨化石燃料技術

    潔淨煤技術主要著重在純(富)氧條件化石燃料燃燒,利用數值模擬,探討不同尾氣回流量與氧氣濃度比例,討論預混甲烷火焰於純氧環境下的火焰結構,並對於富氧環境中的高濃度二氧化碳與水氣影響絕熱火焰溫度與層流火焰速度的原因加以探討,相關研究成果發表於國際期刊Energy,完成實驗室等級粉煤燃燒系統,得以測試粉煤於不同純(富)條件下的燃燒現象,並藉由雷射診測技術以探討其火焰化學成分結構。此外,並利用小型粉煤燃燒器系統測試芒草生質炭與粉煤共燒實驗。

  • 生質能源應用

    利用小型熱裂解系統將生質物料裂解成生質燃料,關於生質燃料應用部分,與國立成功大學趙怡欽教授與許紘瑋博士合作,改良一小型氣渦輪引擎,將其燃燒室改成觸媒燃燒室,成功點燃氣渦輪引擎於低熱值生質燃氣供氣條件下的額定運轉,並連接發電設備可產出1KW的電力輸出;或與國立成功大學吳文騰教授合作,將蓖麻油精煉製作成揆二酸;或與國立虎尾大學楊授印教授合作,將生質柴油混化石柴油注入於改裝後貨車,成功完成實際道路測試;或與成功大學林大惠教授與吳明勳教授合作,利用自行設計之10kWth型粉煤燃燒器系統或成大歸仁校區280kWth燃燒系統,測試生質燃料與化石燃料的混燒/共燒實驗。

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