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中山大學首創「海水製氫原型機」 有望量產氫能源

中山大學化學系特聘教授陳軍互(後排右2)研究團隊掌握關鍵技術,發表全球首座「鹼性電解海水製氫原型機」。(中山大學提供)
中山大學化學系特聘教授陳軍互(後排右2)研究團隊掌握關鍵技術,發表全球首座「鹼性電解海水製氫原型機」。(中山大學提供)
【記者袁世鋼/高雄報導】

氫能源被視為綠色能源之一,但迄今仍缺乏大規模生產技術。而中山大學化學系特聘教授陳軍互的研究團隊,研發出全球首個「鹼性電解海水製氫原型機」,掌握了以海水長效製氫的關鍵技術,並確立大規模製氫的可行性,對身為海島國家的台灣來說,未來可望坐擁氫氣海。

陳軍互表示,氫氣是目前工業活動不可或缺的原料,例如製作氨、雙氧水及甲醇、火箭燃料、提煉金屬等,更是再生能源之一,透過電解水產生氫氣,被視為最有機會大規模量產綠色能源的方式;但國際能源總署(IEA)2023年報告指出,全球綠氫產能占比自2018年迄今,僅從0.1%增加至0.7%,最大的困難之一就是缺乏可驗證的大規模生產技術。

為此,陳軍互的研究團隊開發出全球首個「鹼性電解海水製氫原型機」。他指出,該原型機尺寸長70公分、寬60公分、高74公分,搭載多個水電解元件,可對海水與一般水體進行電解製氫,最高氫氣產量可達實驗室等級元件的百倍以上,運轉功率已超過商用基礎需求的千瓦等級門檻,同時配備無線遠端操控人機介面,確立了大規模製氫的可行性。

中山大學化學系特聘教授陳軍互的團隊研發出關鍵的「酸性氧化還原輔助沉積法(ARD)」,搭配業界公認為準量產技術雛形的「捲送方式(roll-to-roll)」,每小時可產出約1.25平方公尺的催化劑。中山大學化學系特聘教授陳軍互的團隊研發出關鍵的「酸性氧化還原輔助沉積法(ARD)」,搭配業界公認為準量產技術雛形的「捲送方式(roll-to-roll)」,每小時可產出約1.25平方公尺的催化劑。(中山大學提供)


陳軍互說明,全球大規模海水製氫的困難大致類似,主要為「氯氣有毒」及「海水腐蝕」等兩大技術問題,關鍵在於如何防止核心催化劑流失,並抵抗海水中氯離子或其衍生物的化學腐蝕,「大規模水電解會對催化劑造成極大的剝離壓力,如果缺乏強而有力的化學鍵附著設計,再貴、再好的觸媒或機組也只能逐漸失效。」

研究團隊參考國內外文獻發現,以目前的技術,製作1平方公分的催化劑仍以天為單位,製程複雜曠日費時,且通常伴隨高溫高壓。陳軍互說,他的團隊研發出關鍵的「酸性氧化還原輔助沉積法(ARD)」,搭配業界公認為準量產技術雛形的「捲送方式(roll-to-roll)」,每小時可產出約1.25平方公尺的催化劑,更有機會可自動生產。

陳軍互強調,尤其台灣是海島國家,若能成功取用海水並長效轉換成氫氣,將可逐步擺脫能源依賴進口的束縛,也能避免區域戰爭下能源供應斷鏈的問題;期待更多相關政府單位與產業一起投入研發,共同為實現全球潔淨能源和永續發展目標努力。◇