中科院發表全臺首款80%國產無碳排產氫機 產氫效率超過七成！

圖1 . 國家中山科學研究於2024年臺灣創新技術博覽會中展出「高效率綠能電解產氫技術及應用」系統；攝影：北美智權報／吳碧娥

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吳碧娥╱北美智權報　編輯部

呼應臺灣2050年淨零碳排重要的能源政策，國家中山科學研究院結合自有電解產氫、儲氫合金、復材儲瓶及燃料電池技術，鏈接前端風光綠能及離峰餘電，透過制氫、儲氫及氫能應用，將可風光綠能及離峰餘電，應用於移動式及分散式電站。由中科院開發出第一款國產化的產氫機，目前自制率超過8成、產氫效率超過70%，極具產業的競爭力。

「高效率綠能電解產氫技術及應用」系統爲全臺第一款自制率超過80%的陰離子交換膜產氫機，採用中科院自行研發陰離子交換膜堆疊制氫模組，具有觸媒電極片全製程開發技術能量，可變更模組大小調整產產氫量、依需求設計控制系統、並於後端依據不同產氫參數設計氫氣氣純化模組，具有體積小、高產氣率，低能耗、高能源轉換效率、低價格、安裝容易等特性。由於這套系統是自主開發非貴金屬觸媒電極組，可用來取代貴金屬觸媒，大幅降低產氫成本。應用範疇包括氫燃料載具、軍用分散式電站、移動式緊急電源、戰備儲能系統，也可應用於民間的綠氫、儲能系統、發電系統獲釋化學合成應用。

國家中山科學研究院化學研究所副所長張家華指出，觸媒電極片是國家中山科學研究院的專利技術，優點是可以低成本、1分鐘快速製備大尺寸的電極，加上使用的是鹼性的電解質，效率更好更安全。中科院所研發的產氫模組，目前產氫效率超過70%，每度電大概可以產生200公升的氫氣，與國際知名大廠性能是不相上下，極具產業的競爭力。張家華指出，這臺產氫機目前自制率超過8成，除了除隔離膜爲美國、日本及加拿大專利產品，其餘關鍵零件均自制，中科院未來會持續進行研發，想辦法去克服這個瓶頸。

圖2. 國家中山科學研究院化學研究所副所長張家華；攝影：北美智權報／吳碧娥

在2024年臺灣創新技術博覽會中，中科院展出「高效率綠能電解產氫技術及應用」系統，包括「儲氫合金模組」和「零碳排氫能燃料電池系統」。儲氫合金模組是利用儲氫臺獨有特性，將吸附的氫氣以擬固態方式儲存於金屬晶格間隙中，可在常溫、低壓狀態儲存及使用氫氣，具備較高的安全性，是一種穩定可靠的氫氣儲存方案。該模組效能已被驗證可整合應用於大型燃料電池系統中，可強化臺灣氫能及綠能產業技術的應用。零碳排氫能燃料電池系統則是自制kW級質子交換膜燃料電池堆，特點是高安全性、壽期長、高能源轉換效率燃料電池系統，可將系統生成的廢熱及水回收再運用。

張家華解釋，當氫氣產出完之後，先進入到純化系統把氫氣產出來的雜質全部濾掉，再將提純之後的氫氣進入監測分析器系統，除了監測氫器的品質，也監控氫氣的安全性，透過監測分析系統來確保整個產氫的過程是安全的，這是目前氫能發展非常重要的一環。

氫氣產出之後會進入儲氫合金模組，目前儲氫的方式大概有三種，分別是高壓儲氫、低溫，這兩種方式都是比較耗能的；而中科院的儲氫合金模組，只要在4-5個大氣壓就可以儲存大量的氫氣，儲存完的氫氣跟氧氣會進到質子交換膜燃料電池，透過裡面電池堆的電化學反應去產生電，整個產電的過程效率達到50%，如果加上廢熱回收跟氫氣回收可以達到80%，最重要的是整個產氫的過程是無碳的，唯一產出的兩個副產物是廢熱和水，廢熱經過回收後用來加熱儲氫合金、提升模組的釋放效率；水則會回到我們的電解儲氫系統，當成電解的來源。

中科院強調，能源是重要戰略物資，臺灣能源多仰賴國外進口，以往餘電儲能方式多采固定式，發展氫能除可自給自足外，具有易移動及分散優勢，有利於進一步提升臺灣電力網的強韌性。

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