中山大學化學系教授陳軍互研究團隊創「酸性氧化還原輔助沉積」技術,創新綠氫催化技術,其活性提高、成本更低。圖 / 中山大學提供
【記者王淑芬高雄報導】降低暖化及發展乾淨且可再生的替代能源是人類共同的課題,利用太陽能、風力等電解水產生的氫氣(又稱綠氫)是減少碳排放的利器。中山大學團隊研發「酸性氧化還原輔助沉積」技術,創新氧化物催化劑,不僅活性高且成本降低至千分之一。
國立中山大學發布新聞稿指出,化學系教授陳軍互團隊獨創「酸性氧化還原輔助沉積」技術,創新複雜氧化物催化劑(complex oxide electrocatalyst)。活性高出常用的鎳催化劑4.6倍,也優於貴金屬釕催化劑。這類新型催化劑主要使用鐵與錳兩種元素,使成本大幅降低至千分之一,研究成果登上國際期刊美國化學會能源快報(ACS Energy Letters)。
陳軍互指出,新的研究成果發現,這類新型催化劑能穩定電解海水而不受到腐蝕的困擾。團隊取用西子灣的海水並成功且長效地轉換成氫氣,「團隊想像未來整片西子灣都是氫氣海」,有助於擺脫能源依賴進口的束縛,也能避免區域戰爭下的能源供應的斷鏈問題。
研究團隊指出,目前的工業活動亟需氫氣作為原料,例如火箭燃料、以及提煉金屬時的還原劑等。相較於其他再生能源電力,氫氣能更有效地保存綠能,因此,電解水產生氫氣可作為再生能源儲能解決方案之一。不過根據國際能源總署報告,綠氫只占全球氫產能不到 0.1%,主要是生產成本高,每公斤達3至7.5美元,導致綠氫作為主要工業原料與燃料來源仍有許多門檻。
團隊指出,當前水電解用的貴金屬催化劑如鉑、釕、銥等成本昂貴,扼殺了大規模使用氫氣的契機。研究團隊為了讓氫氣的生產成本再降低並達到民生實用階段,長期開發以地殼含量豐富的元素,如鐵、鈷、鎳等來設計催化劑,致力以低成本優勢取代貴金屬催化劑,讓氫能更普及。團隊使用鐵、錳元素研發出新型催化劑,成本僅為貴金屬的千分之一甚至更低,而且新型催化劑活性提高了4.6倍,電力轉換效率更好,產出等量氫氣所需的耗電量更少,大幅降低了電力成本。