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決戰淨零碳排 國輻中心助攻綠氫研發、力挺國家隊

決戰淨零碳排,國輻中心助攻綠氫研發,力挺國家隊。(國輻中心提供)

決戰淨零碳排,國輻中心助攻綠氫研發,力挺國家隊。(國輻中心提供)

2023/02/21 14:36

〔記者洪美秀/新竹報導〕國科會轄下國家同步輻射研究中心(國輻中心)與陽明交大和德國組跨國團隊,歷時3年,利用國輻中心的台灣光子源、台灣光源和興建在日本SPring-8同步加速器光源的台灣光束線,首度發現「銅基氧化物催化劑」在電解水反應過程中,會被誘發出三價銅,此乃優異效能表現的關鍵功臣,成為全球第一個解開此隱藏版結構的研究團隊,研究成果有助於開發低成本且高效能的氫能,並刊登國際頂尖期刊《自然通訊》,獲選為該期刊的焦點報導論文。

台灣將朝2050年淨零排放目標前進,對此,國科會今年科技預算也將投入119億元,發展永續及前瞻能源、低(減)碳、循環、負碳等五大淨零科技。其中氫能已成為淨零排放的潛力新興能源之一,由於氫氣具有能長時間儲存、靈活調度等優勢,有益於供電穩定,加上發電過程中沒有碳排放,故被譽為「未來燃料」,目前世界各國紛紛投入氫能科技的研發與推廣。

現今氫氣的生產方式,大部分來自化石燃料煉製,這種方法被稱為「灰氫」,其碳排放量仍相當高。唯有以再生能源作為氫氣來源,才能生產出真正環境友善的「綠氫」。然而,綠氫的製造過程,是在電解槽加入催化劑,並施加極高的電壓以將水電解成氫與氧,相當高耗能,加上現今最廣泛使用商用催化劑「鉑」和「銥」,價格昂貴,使得氫能發展不符合經濟效益。

國輻中心研究團隊首度將氫原子注入銅基氧化物催化劑內,並調解其原子結構和電子結構,成功打通銅基氧化物催化劑的任督二脈,該催化劑於低電壓下能持續且穩定作用100小時以上,催化劑壽命比過去提升10倍以上。

研究成果證實低電壓在水電解過程的可行性與穩定性,不僅節省電解過程的能耗,且銅基氧化物催化劑比銥商用催化劑便宜超過1萬倍,有助發展高效率且低價格的氫能,讓氫能普及化、商業化,掀起「氫經濟」風潮。

研究團隊利用國輻中心位於台灣與日本的光束線,加上該團隊近幾年所發展的「直播式臨場分析技術」,揭發出銅基氧化物催化劑的高活性來自於三價銅,在電化學催化領域,是首次被觀測到,此乃獨步全球的革命性新發現。

國輻中心投入綠能研究,包含太陽能、鋰電池、氫能等,未來將持續響應政府推動的淨零新生活運動,發展綠能材料、再生能源、低碳製程等研發,助攻台灣成為淨零科技典範國家。

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