在全球積極推動能源轉型與淨零碳排的浪潮下,氫能被視為實現碳中和的關鍵能源技術之一。在國科會補助支持下,中央大學氫能研究中心團隊,今 (17) 日展示於質子傳導型固態氧化物電解 (P-SOEL) 核心材料與微結構開發上,成功研製出較低溫下高效運作、同時兼具穩定與耐用的電極與電解質材料,並建立能讓反應更順暢的「多孔結構」,顯著提升單電解器效能,降低製氫所需電力。
央大團隊表示,團隊以鋇鈰鋯釔氧化物製作多孔中介層,並優化煆燒條件以獲得良好的孔隙度。就像在兩個零件之間鋪了一層「會透氣、抓得更牢的海綿墊」,既讓氣體流動,又讓接觸更緊密,因此更容易產生反應、效率自然提高。
再把粉末細化,並用雷射進行微細加工,讓化學反應更快、阻力更小,如此做出單電解池,在 650 °C、1.6 V 的條件下能達到 5568 mA/cm² 的高電流密度,並將產出 1 m³ 氫氣所需的電能降至 3.83 kWh/Nm³。相較傳統需高於 800 °C 才有的表現,以此較低溫的方式就能做到,不僅節能、壽命也更長。
此外,該團隊以多種材料分析方法驗證晶體結構、界面形貌與導電行為,確認在中溫條件下電解器仍能維持長期穩定可靠、高活性且運作效率高,為中溫 P-SOEL 系統奠定關鍵材料與介面基礎,也為產氫電解器的商品化與在地化提供實質支撐。
中溫材料好處在於成本降低,材料選擇性較多,材料老化速度也較慢,管線及密封過程相對容易,未來風力發電、太陽能發電若產出多餘電力,便可搭配用來產氫。
國科會表示,未來該團隊將持續強化材料穩定性與製程研究,並與產業界緊密合作,將實驗室技術轉化為適合量產的製程,也在實際場域落地,並推動跨域整合與國際接軌,讓氫能技術加速產業應用,提升台灣在全球氫能技術鏈中的競爭力。
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