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固態產氫技術突破 台灣團隊P-SOEL性能站上國際領先群

吳柏軒
學者曾重仁團隊研發「P-SOEL」固態產氫技術,製出關鍵核心材料,使固態燃料電池操作溫度在600度,比過去的800度還低,提升效能又降低成本,據未來發展性。(記者吳柏軒攝)
學者曾重仁團隊研發「P-SOEL」固態產氫技術,製出關鍵核心材料,使固態燃料電池操作溫度在600度,比過去的800度還低,提升效能又降低成本,據未來發展性。(記者吳柏軒攝)

〔記者吳柏軒/台北報導〕淨零碳排浪潮下,製氫被視為關鍵能源技術之一;國科會補助中央大學曾重仁與多名學者共組團隊,鎖定固態產氫技術「P-SOEL」,突破核心材料與微結構開發難題,研製出兼具穩定與耐用的電極與電解質材料,且製造1立方公尺的氫只耗電約3.8度,站上國際領先群。

電解產氫是利用電把水分解成氫氣跟氧氣,中央大學氫能研究中心主任曾重仁認為,淨零轉型中,氫能是重要的新能源,用綠電(太陽能、風能等)產氫就沒有碳排放,後續再將氫投入到交通載具、內燃機或燃料電池等應用,但傳統電解產氫採液態電解質,其具鹼性且腐蝕性大,使用有許多問題(如易燃),故氫能領域也研究「固態氧化物」來電解。

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曾重仁進一步解釋,固態氧化物可避免液態電解質問題,但須使用陶瓷材料,且操作溫度高達800度以上,導致該電解器的周邊材料選擇受限,須很貴的合金,成本居高不下。

曾重仁與中央材料所教授李勝偉、元智大學化材系教授洪逸明、中研院原分所研究員陳賜原組成團隊,成功開發質子傳導型固態氧化物電解(P-SOEL)的核心材料,包含「BCZY」、「PBSCF」等,作為多孔中介層及電極氧化物,並改良3D微結構,用奈米球磨技術提升材料性能,最終製出固態燃料電池,經實驗,在600度環境即具良好導電性,也大幅降低介面阻抗,使電池效率變佳。

效能方面,曾重仁更說,該P-SOEL技術在650度、1.6V條件下,有5568安培每平方公分的高電流密度,其產生1立方公尺的氫,所需電能更降至3.83度,比液態電解器所需的4、5度電還低,已達到該領域研究的國際領先群等級。相關成果也獲《國際氫能》、《電力能源》等期刊報導。

李勝偉提到,將固態產氫的操作溫度降低,有助熱管理及能源使用效率;洪逸明指出,減少稀土又維持效能也是團隊琢磨該技術的重要課題;陳賜原說明,以奈米技術讓材料即使很薄也能進行電化學反應,可大幅降低成本。

曾重仁指出,團隊透過P-SOEL技術已製出鈕扣大小的燃料電池,將邁入5平方公分研製,再逐步疊加,朝商轉邁進,已有台達電公司有興趣。

中央大學氫能研究中心主任曾重仁(右3)與中央材料所教授李勝偉(右2)、元智大學化材系教授洪逸明(左3)、中研院原分所研究員陳賜原(左4)組成團隊,開發出固態產氫「P-SOEL」技術和新材料與微結構,降低製氫所需電力。(記者吳柏軒攝)
中央大學氫能研究中心主任曾重仁(右3)與中央材料所教授李勝偉(右2)、元智大學化材系教授洪逸明(左3)、中研院原分所研究員陳賜原(左4)組成團隊,開發出固態產氫「P-SOEL」技術和新材料與微結構,降低製氫所需電力。(記者吳柏軒攝)
中央大學氫能研究中心主任曾重仁拿著團隊研究的核心材料,可突破「P-SOEL」固態產氫技術問題,降低能耗,達國際領先群等級。(記者吳柏軒攝)
中央大學氫能研究中心主任曾重仁拿著團隊研究的核心材料,可突破「P-SOEL」固態產氫技術問題,降低能耗,達國際領先群等級。(記者吳柏軒攝)
學者曾重仁團隊研發「P-SOEL」固態產氫技術,已製出鈕扣型的燃料電池,未來將朝向更大尺寸發展。(記者吳柏軒攝)
學者曾重仁團隊研發「P-SOEL」固態產氫技術,已製出鈕扣型的燃料電池,未來將朝向更大尺寸發展。(記者吳柏軒攝)

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