TW201345035A - 金屬燃料反應系統及金屬燃料反應裝置 - Google Patents

Abstract

一種金屬燃料反應系統包含一金屬原料供應單元、一蒸氣供應單元、一金屬燃料反應裝置、一鈍氣供應單元、一燃燒單元與一碳源供應單元。金屬燃料反應裝置包含一具有一反應槽之內桶，反應槽係連通於金屬原料供應單元與蒸氣供應單元，以使一金屬原料與一蒸氣反應產生一可燃氣以及一金屬化合物。燃燒單元係連通於反應槽，以燃燒可燃氣來對反應槽加熱。其中，反應槽係充填一鈍氣來排除氧氣，以使一碳源材料與金屬化合物在厭氧環境下利用燃燒單元之加熱而產生一氣態金屬。

Description

金屬燃料反應系統及金屬燃料反應裝置

本發明係關於一種金屬燃料反應系統，特別是指一種利用單一反應器內進行氧化與還原之金屬燃料反應系統。

將金屬作為燃料(可燃氧)的概念源自於1766年英國化學家Henry Cavendish發現金屬(汞)與稀酸反應可以產生可燃氣(氫氣)，自此開啟人類對可燃氣(氫氣)的應用，如1783年氫氣球的交通應用；1807年Francois Isaac de Rivaz的氫汽車；甚至是1839年William Grove的燃料電池發電，均與氫氣的交通與發電應用有關，但1766年使用的金屬(汞)與稀酸均為有毒與高污染性物質，因此以金屬作為燃料概念很快被以石化燃料為主的氫技術取代，例如以石化為燃料作為發電的電化學(電解)製氫，與以石化燃料進行之熱化學(如蒸氣重組、煤炭氣化、部分氧化法等)，成為全製氫的主流，大量應用在大規模的工業氫領域，但使用石化燃料發電的電化學製程，或使用石化燃料作為熱化學製程，均會有CO₂排放造成溫室氣體污染與暖化的問題，而且耗能高效率低，不符合民生經濟效益，而且以石化燃料為主之電化學或熱化學所製成之氫氣，需使用產製、儲存、配送、分裝的流程，而由於氫氣為易燃氣體，因此目前仍停留在氫儲存材料的盲點，所以全球科學家均回頭尋找一種可行的儲氫與運送方式與裝置，可以安全的儲存、生產與使用氫氣，因此國外的科學研究人員特別回歸到化學元素或金屬的熱化學研究領域，特別是多階段與多反應器的連鎖反應，利用氧化還原的過程進行多反應器的熱化學循環，將化學元素或金屬與水進行水解(Hydrolysis)的氧化反應，產生化學元素或金屬之氫氧化物/氧化物，再經高溫(如太陽能聚集的高熱)進行熱化學還原反應。

目前國外用的熱化學循環技術，源自1966年Funk等開發的碘-硫IS(iodine-sulfur)三反應過程：

I₂+SO₂+2H₂O→2HI+H₂SO₄

2HI→H₂+I₂

H₂SO₄→H₂0+SO₂+1/2O₂

而太陽能領域則用2個熱化學循環反應器即可產氫，其流程如下：

xM+yH₂O→MxOy+yH₂(水解反應器)

MxOy→xM+y/2O₂(熱化學還原)

其中M代表金屬，MxOy代表金屬氧化物，當金屬與水進行水解(放熱)反應時，會產生氫氣與金屬氧化物，先將金屬氧化物回收，再用第二反應器進行熱化學(吸熱)反應，將太陽能經聚焦產生高溫，將金屬氧化物在高溫下熱解成金屬與氧氣(或一氧化碳等)

傳統常見的太陽能以鋅作為金屬燃料，在第一反應器中進行水解製氫與副產物氧化鋅，而第二反應器中則用太陽能將氧化鋅還原成鋅金屬，其反應式如下：

Zn+H₂O→ZnO+H₂(第一水解反應器)

ZnO→Zn+1/2O₂

因為金屬與水在常溫、常壓下可安全的儲存、運送，而金屬與水可以進行水解(Hydrolysis)反應，產生氫氣、熱能以及金屬氧化物，而金屬氧化物可以經高溫熱化學反應(Thermo chemical reaction)逆解還原成原金屬重複使用，解決石化燃料無法再生的盲點(傳統石化能源雖可經Gas to Liquid還原，但高耗能不符合經濟效益)。

元素週期表中，以金屬、非金屬(如氣體)與類金屬組成，其中可以當作金屬燃料的元素是指排除非金屬(如氮族、氯族、鹵族、氦族氣體)外，其他金屬、類金屬均可作金屬燃料，特別指定：

1.鹼族金屬(鹼金屬)如鋰、鈉、鉀、銣、銫、鍅。

2.鹼土族金屬(鹼土金屬)如鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳。

3.錳族金屬如錳、鎝、錸、鐵等。

4.鋅族(ⅡB)鋅、鎘、汞。

5.鋁族(ⅢA)金屬如硼、鋁、鎵、銦、鉈。

6.碳族(ⅣA)類金屬，如碳、矽、鍺、錫、鉛等。

排除掉成本昂貴與毒性的元素後，適合的燃料金屬指鹼金屬中的鋰、鈉、鉀，鹼土族金屬的鎂、鈣，類金屬指硼、碳、矽、錫等，或者鹼金屬、鹼土金屬、類金屬之合金等易取得且價廉可重複使用者。

因為金屬氧化物必需經由高溫(攝氏2000度)才能完成還原反應，因此傳統石化燃燒或電力技術均不適用，因此只有在太陽能領域才投入研究，但必須以二階段雙反應器或三階三反應器才能進行水反應製氫與熱化學反應還原金屬的作業，目前均以中央式工業化的太陽能電廠(需億元為基礎單位)才可使用，其投資所費不貲，因此仍屬研發階段，目前常見的多階段-多反應器的金屬燃料製氫與金屬氧化物還原的技術，以週期表的鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或其合金，在第一反應器中進行鹼金屬之水解反應，產生氫氣與熱能，副產物為金屬氧化物，再以交通工具將金屬氧化物集中配送到太陽能廠，在太陽能廠的第二反應器中進行高溫的熱化學反應，利用光學聚焦的方式產生2000℃以上高溫，使金屬氧化物還原成原金屬，然而要進行太陽能的熱化學反應，則需龐大的面積架設太陽能反射鏡、太陽能聚焦鏡、高溫反應器等，基於成本、光害與佔地面積等因素均會使該技術無法短期實現。

緣此，本案發明人以多年研究氫能的經驗分析，由於氫氣的燃燒可達到約2000℃高溫的能力，因此設計一款金屬燃料反應裝置，利用週期表之鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或其合金在反應裝置中反應製氫，而反應後所留下之金屬氧化物，則利用氫氣作為燃料產生熱能供金屬氧化物進行還原反應，並同時將氫氣燃燒所產生的能量轉換為其他能量供負載使用。

綜觀以上所述，在利用金屬與水所構成的熱化學循環技術中，金屬可以與水進行水解反應而產生金屬氧化物與氫氣，然而金屬氧化物卻需要約2000℃的高溫才能進行還原反應而還原出金屬，而利用石油或電力來達到2000℃則需消耗大量的能量，因此現有的技術主要是利用光學聚焦的方式來產生高溫，但太陽能反射鏡、太陽能聚焦鏡以及高溫反應器等裝置不但佔地面積大且會造成光害外，更是需要龐大的成本。

為了解決上述問題，本案發明人日前已研發出一種金屬燃料反應系統，其係利用金屬與水反應後所產生的可燃氣作為熱能來源，進一步的將反應槽加熱，使金屬化合物與碳源材料進行還原反應而還原出金屬。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種金屬燃料反應系統包含一金屬原料供應單元、一蒸氣供應單元、一金屬燃料反應裝置、一鈍氣供應單元、一燃燒單元以及一碳源供應單元。金屬原料供應單元係用以提供一金屬原料。蒸氣供應單元係用以提供一蒸氣。一金屬燃料反應裝置包含一內桶以及一上蓋，內桶具有一反應槽，其係連通於金屬原料供應單元與蒸氣供應單元，用以使金屬原料經由蒸氣水解而氧化產生一可燃氣以及一金屬化合物，且金屬化合物為一金屬氧化物與一金屬氫氧化物其中之一；上蓋係設置於內桶上，用以密封反應槽。鈍氣供應單元係連通於反應槽，用以提供一鈍氣，藉以排除反應槽內之氧氣。燃燒單元，係連通於反應槽，用以將可燃氣燃燒而產生熱量，並據以對反應槽加熱。碳源供應單元係連通於反應槽，用以提供一碳源材料。其中，在可燃氣導出反應槽後，反應槽利用鈍氣之充填而排除氧氣，藉以使碳源材料與金屬氧化物在厭氧環境下利用燃燒單元之加熱而還原產生一氣態金屬。

在本發明較佳實施例中，金屬原料包含鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或主族金屬。

在本發明較佳實施例中，上蓋包含一原料管路、一蒸氣管路、一鈍氣管路以及一可燃氣管路，原料管路係用以將金屬原料與碳源材料導入反應槽，蒸氣管路係用以將蒸氣導入反應槽，鈍氣管路係用以將鈍氣導入反應槽，可燃氣管路係用以將可燃氣導出反應槽。

在本發明較佳實施例中，金屬燃料反應系統更包含一熱電轉換單元，係設置於燃燒單元與反應槽之間，且熱電轉換單元包含一燃料電池與一電解單元，燃料電池係連通於可燃氣管路，以將可燃氣轉換為電力，電解單元係電性連結於燃料電池，藉以電解產生氫氣與氧氣供燃燒單元燃燒。

在本發明較佳實施例中，金屬燃料反應系統更包含一冷凝回收單元，上蓋更包含一氣態金屬管路，冷凝回收單元係連通於氣態金屬管路，以將氣態金屬導出並冷凝回收。

在本發明較佳實施例中，金屬燃料反應系統更包含一熱轉化單元，其係將燃燒單元所產生的熱能轉化為動能。

在本發明較佳實施例中，金屬燃料反應裝置更包含一外桶，其係用以容置內桶，並於外桶與內桶之間形成一儲熱槽，儲熱槽充填有一儲熱材料。

本發明為解決習知技術之問題更提供一種金屬燃料反應裝置，係應用於一金屬燃料反應系統，金屬燃料反應系統包含一燃燒單元，金屬燃料反應裝置包含一內桶與一上蓋。內桶具有一反應槽，上蓋係設置於內桶上，用以密封反應槽，且上蓋包含一原料管路、一蒸氣管路、一鈍氣管路以及一可燃氣管路。原料管路係用以將一金屬原料與一碳源材料導入反應槽。蒸氣管路係用以將一蒸氣導入反應槽；鈍氣管路係用以將一鈍氣導入反應槽；可燃氣管路係連通於燃燒單元。其中，金屬燃料反應裝置係先將金屬原料與蒸氣導入反應槽而產生一金屬化合物與一可燃氣，燃燒單元係燃燒可燃氣來提供反應槽熱能，藉以使金屬化合物與碳源材料反應產生一金屬蒸氣。

在本發明較佳實施例中，金屬燃料反應裝置更包含一外桶，其係用以容置內桶，並於外桶與內桶之間形成一儲熱槽，儲熱槽充填有一儲熱材料。

在本發明較佳實施例中，金屬原料包含鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或主族金屬。

從以上述可知，相較於習知技術為了讓金屬氧化物可經由還原反應還原為金屬，而需利用大量的聚光元件與極大的面積才能以光學聚焦的方式達到2000℃的高溫，使得可行性極低；然而，本發明之金屬燃料反應系統利用金屬於反應槽內進行水解反應，再利用反應後所產生的可燃氣作為能量來源而對反應槽加熱，使反應槽內的金屬化合物藉由碳源材料與高溫還原出金屬；因此，本發明可以有效的利用金屬作為原料產生熱能來供應使用者運用，並同時利用此熱能對反應槽加熱而使金屬化合物還原為金屬，有效的解決金屬原料的再生問題。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

本發明所提供之金屬燃料反應系統，是利用金屬在反應槽內進行氧化反應來產生可燃氣，再以可燃氣所產生的熱能來使金屬化合物還原為金屬，並供使用者將熱能轉化為其他能源使用，由於本發明所提供之金屬燃料反應系統可用於多種金屬原料，故在此不再一一贅述，僅列舉其中較佳之實施例來加以具體說明。

請參閱第一圖與第二圖，第一圖係為本發明較佳實施例所提供之金屬燃料反應系統之系統示意圖；第二圖係為本發明較佳實施例所提供之金屬燃料反應裝置之平面示意圖。如圖所示，一種金屬燃料反應系統100包含一金屬原料供應單元1、一蒸氣供應單元2、一金屬燃料反應裝置3、一鈍氣供應單元4、一燃燒單元5、一碳源供應單元6、一熱電轉換單元7、一冷凝回收單元8以及一熱轉化單元9。

金屬原料供應單元1係用以提供一金屬原料，而金屬原料包含鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或主族金屬。其中，鹼金屬例如為鋰、鈉、鉀、銣、銫以及鍅；鹼土金屬例如為鈹、鎂、鈣、鍶、鋇以及鐳；類金屬例如為硼、矽鍺、砷、銻、碲以及釙；主族金屬例如為鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛以及鉍。

蒸氣供應單元2係用以提供一蒸氣。在實務運用上，蒸氣供應單元2可以是由水箱與加熱元件所組成，使水箱內的水可經由加熱元件加熱而轉變為蒸氣。

金屬燃料反應裝置3包含一內桶31、一上蓋32以及一外桶33。內桶31具有一反應槽311。

上蓋32係設置於內桶31上，用以密封反應槽311，且上蓋32包含一原料管路321、一蒸氣管路322、一鈍氣管路323、一可燃氣管路324以及一氣態金屬管路325。原料管路321係連通於金屬原料供應單元1以及碳源供應單元6，以將金屬原料與碳源材料導入反應槽311，蒸氣管路322係用以將蒸氣導入反應槽311；其中，藉由金屬原料供應單元1所提供之金屬原料，以及接收蒸氣供應單元2所提供之蒸氣，可使金屬原料與蒸氣於反應槽311內發生水解反應而產生一可燃氣，並使金屬原料氧化產生一金屬化合物，而金屬化合物為一金屬氧化物與一金屬氫氧化物其中之一。

鈍氣管路323係用以將鈍氣導入反應槽311，可燃氣管路324係用以將可燃氣導出反應槽311。

外桶33係用以容置內桶31，並於外桶33與內桶31之間形成一儲熱槽34，儲熱槽34充填有一儲熱材料。其中，內桶31與外桶33皆是由耐高溫金屬所構成，例如是熔點約3410℃的鎢金屬；而儲熱材料例如是石墨或煤炭。

鈍氣供應單元4係連通於反應槽311，用以提供一鈍氣，藉以排除反應槽311內之氧氣。其中，鈍氣供應單元4係在可燃氣被導出反應槽311之後通入反應槽311，以使反應槽311內充滿鈍氣。

燃燒單元5係連通於反應槽311，用以將可燃氣燃燒而產生熱量，並據以對反應槽311加熱。其中燃燒單元5例如是燃燒機。

碳源供應單元6係連通於反應槽，用以提供一碳源材料，而此碳源材料為石墨或煤炭。其中，在可燃氣導出反應槽311後，反應槽311利用鈍氣之充填而排除氧氣與可燃氣等氣體，藉以使碳源材料與金屬化合物在厭氧環境下利用燃燒單元5之加熱而還原產生一氣態金屬；其中，由於碳原材料與金屬化合物的反應需要利用燃燒單元5將反應槽311加熱至約2000℃的高溫，因此在金屬化合物還原時會因高溫金屬時會呈現氣態。

熱電轉換單元7係設置於燃燒單元5與反應槽311之間，且熱電轉換單元7包含一燃料電池71與一電解單元72，燃料電池71係連通於可燃氣管路324，以將可燃氣轉換為電力，電解單元72係電性連結於燃料電池71，藉以利用燃料電池71所產生的電力電解水來產生氫氣與氧氣，再將氫氣與氧氣供應至燃燒單元5燃燒。此外，電解單元72亦可與蒸氣供應單元2共用如水箱之水源。

冷凝回收單元8係連通於氣態金屬管路325，以將氣態金屬導出並冷凝形成金屬原料，以將金屬原料回收；其中，回收後的金屬原料更可導入金屬原料供應單元1，以使金屬原料循環使用。

熱轉化單元9係將燃燒單元5所產生的熱能轉化為動能。在實務運用上，熱轉化單元9例如是史特林外燃機等發動機，可將熱能轉化產生冷能、機械能或電能。

在實務運用上，燃燒單元5與熱轉化單元9可以是同一個熱機裝置。

如上所述，當金屬原料為鋰金屬時，金屬原料與蒸氣的反應式如下：

2Li+2H₂O→2LiOH+H₂

其中氫氣即為可燃氣，而氫氧化鋰則為金屬化合物中的金屬氫氧化物。

而燃燒單元5對反應槽311加熱時，碳源材料與金屬化合物的反應式如下：

LiOH+C→Li+CO+1/2H₂

其中由於反應槽311的溫度約為2000℃，因此反應所產生的鋰金屬即為氣態金屬，此時氣態金屬再經由氣態金屬管路325導至冷凝回收單元8，即可將氣態金屬冷凝成金屬原料。

由於金屬原料與蒸氣的水解反應皆會產生可燃氣與金屬化合物，故以下不多加贅言，僅表示出各種金屬原料的反應式。當金屬原料為鈣(鹼金屬)時，其反應式如下：

CaC₂+H₂O→C₂H₂+CaO

CaO+3C→CaC₂+CO

當金屬原料為矽(類金屬)時，其反應式如下：

Si_(s)+H₂O→SiO₂+2H₂

SiO₂+2C(石墨)→Si+2CO

當金屬原料為鋁(主族金屬)時，其反應式如下：

2Al_(s)+3H₂O_(g)→Al₂O_3(s)+2H_2(g)

Al₂O₃+3C→2Al+3CO

由於鋁為兩性元素，可以有氫氧化物與氧化物之兩種特性，因此當鋁加水時亦可產生Al(OH)₃，而Al(OH)₃受熱分解成Al₂O₃與水，因為單一反應器一直在高溫狀況下，因此鋁的Al(OH)₃與Al₂O₃均可以還原成鋁，其反應式如下：

2Al+6H₂O→2Al(OH)₃+3H₂

2Al(OH)₃→Al₂O₃+3H₂O

Al₂O₃+3C→2Al+3CO

當金屬原料為錫(主族金屬)時，其反應式如下：

SnO+H₂O→SnO₂+H₂

SnO₂+2C→Sn+2CO

舉凡在所屬技術領域中具有通常知識者，在閱讀本發明所揭露之技術時，應該都能理解以下事項：

1.本發明之金屬燃料反應系統可以利用金屬原料與蒸氣的水解反應來產生可燃氣。

2.本發明之金屬燃料反應系統更將可燃氣作為熱能來源供使用者運用，並同時對反應槽加熱，且將碳源材料導入反應槽內，使碳源材料與金屬化合物反應產生氣態金屬。因此，藉由本發明之金屬燃料反應系統可有效的以金屬原料與蒸氣作為耗材來產生熱能，且反應後的金屬化合物更可藉由可燃氣所產生的熱能與碳源材料反應而還原成氣態金屬。

3.本發明更藉由冷凝回收單元來將氣態金屬冷凝成金屬原料，以使金屬原料可再次使用。

4.由於本發明更包含熱電轉換單元，可將可燃氣利用燃料電池來產生電力，再進一步利用電力電解水來產生氫氣與氧氣，以供燃燒單元進行燃燒。

5.在本發明中，碳源供應單元所供應的碳源材料可以是石墨、煤炭或者是甲烷、乙烷等氣態碳源。

6.相較於習知的金屬燃料技術，由於本發明在金屬燃料反應產生金屬化合物與可燃氣後，以可燃氣作為能量來源來供使用者轉換為熱能、電能、機械能或冷能等，並同時提供金屬化合物熱能，使金屬化合物與碳原材料進行還原反應而還原成氣態的金屬原料，最後將其冷卻成固態的金屬原料以回收使用；因此，本發明之金屬燃料反應系統及金屬燃料反應裝置可有效的解決金屬原料的再生問題，且構造簡單、佔用空間小。

藉由上述之本發明實施例可知，本發明確具產業上之利用價值。惟以上之實施例說明，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者當可依據本發明之上述實施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神及界定之專利範圍內。

100．．．金屬燃料反應系統

1．．．金屬原料供應單元

2．．．蒸氣供應單元

3．．．金屬燃料反應裝置

31．．．內桶

311．．．反應槽

32．．．上蓋

321．．．原料管路

322．．．蒸氣管路

323．．．鈍氣管路

324．．．可燃氣管路

325．．．氣態金屬管路

33．．．外桶

34．．．儲熱槽

4．．．鈍氣供應單元

5．．．燃燒單元

6．．．碳源供應單元

7．．．熱電轉換單元

71．．．燃料電池

72．．．電解單元

8．．．冷凝回收單元

9．．．熱轉化單元

第一圖係為本發明較佳實施例所提供之金屬燃料反應系統之系統示意圖；以及

第二圖係為本發明較佳實施例所提供之金屬燃料反應裝置之平面示意圖。

100．．．金屬燃料反應系統

1．．．金屬原料供應單元

2．．．蒸氣供應單元

3．．．金屬燃料反應裝置

4．．．鈍氣供應單元

5．．．燃燒單元

6．．．碳源供應單元

7．．．熱電轉換單元

71．．．燃料電池

72．．．電解單元

8．．．冷凝回收單元

9．．．熱轉化單元

Claims (10)

1. 一種金屬燃料反應系統，包含：一金屬原料供應單元，係用以提供一金屬原料；一蒸氣供應單元，係用以提供一蒸氣；一金屬燃料反應裝置，包含：一內桶，係具有一反應槽，該反應槽係連通於該金屬原料供應單元與該蒸氣供應單元，用以使該金屬原料經由該蒸氣水解而氧化產生一可燃氣以及一金屬化合物，該金屬化合物為一金屬氧化物與一金屬氫氧化物其中之一；以及一上蓋，係設置於該內桶上，用以密封該反應槽；一鈍氣供應單元，係連通於該反應槽，用以提供一鈍氣，藉以排除該反應槽內之氧氣；一燃燒單元，係連通於該反應槽，用以將該可燃氣燃燒而產生熱量，並據以對該反應槽加熱；以及一碳源供應單元，係連通於該反應槽，用以提供一碳源材料；其中，在該可燃氣導出該反應槽後，該反應槽利用該鈍氣之充填而排除氧氣，藉以使該碳源材料與該金屬氧化物在厭氧環境下利用該燃燒單元之加熱而還原產生一氣態金屬。
2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬燃料反應系統，其中，該金屬原料包含鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或主族金屬。
3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬燃料反應系統，其中，該上蓋包含一原料管路、一蒸氣管路、一鈍氣管路以及一可燃氣管路，該原料管路係用以將該金屬原料與該碳源材料導入該反應槽，該蒸氣管路係用以將該蒸氣導入該反應槽，該鈍氣管路係用以將該鈍氣導入該反應槽，該可燃氣管路係用以將該可燃氣導出該反應槽。
4. 如申請專利範圍第3項所述之金屬燃料反應系統，其中，該金屬燃料反應系統更包含一熱電轉換單元，係設置於該燃燒單元與該反應槽之間，且該熱電轉換單元包含一燃料電池與一電解單元，該燃料電池係連通於該可燃氣管路，以將該可燃氣轉換為電力，該電解單元係電性連結於該燃料電池，藉以電解產生氫氣與氧氣供該燃燒單元燃燒。
5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬燃料反應系統，其中，該金屬燃料反應系統更包含一冷凝回收單元，該上蓋更包含一氣態金屬管路，該冷凝回收單元係連通於該氣態金屬管路，以將該氣態金屬導出並冷凝回收。
6. 如申請專利範圍第1項所述之金屬燃料反應系統，其中，該金屬燃料反應系統更包含一熱轉化單元，其係將該燃燒單元所產生的熱能轉化為動能。
7. 如申請專利範圍第1項所述之金屬燃料反應系統，其中，該金屬燃料反應裝置更包含一外桶，其係用以容置該內桶，並於該外桶與該內桶之間形成一儲熱槽，該儲熱槽充填有一儲熱材料。
8. 一種金屬燃料反應裝置，係應用於一金屬燃料反應系統，該金屬燃料反應系統包含一燃燒單元，該金屬燃料反應裝置包含：一內桶，係具有一反應槽；一上蓋，係設置於該內桶上，用以密封該反應槽，且該上蓋包含：一原料管路，係用以將一金屬原料與一碳源材料導入該反應槽；一蒸氣管路，係用以將一蒸氣導入該反應槽；一鈍氣管路，係用以將一鈍氣導入該反應槽，以及一可燃氣管路，係連通於該燃燒單元；其中，該金屬燃料反應裝置係先將該金屬原料與該蒸氣導入該反應槽而產生一金屬化合物與一可燃氣，該燃燒單元係燃燒該可燃氣來提供該反應槽熱能，藉以使該金屬化合物與該碳源材料反應產生一金屬蒸氣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之金屬燃料反應裝置，其中，該金屬燃料反應裝置更包含一外桶，其係用以容置該內桶，並於該外桶與該內桶之間形成一儲熱槽，該儲熱槽充填有一儲熱材料。
10. 如申請專利範圍第8項所述之金屬燃料反應系統，其中，該金屬原料包含鹼金屬、鹼土金屬、類金屬或主族金屬。