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中山大學獨創製氫催化技術 成本降至千分之一

2022/8/1 14:30(8/1 18:27 更新)
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中山大學化學系研究團隊製出最新複雜氧化物催化劑,主要以地殼含量豐富元素製成,成本僅當前水電解用貴金屬催化劑千分之一,且活性高,有望大幅降低製氫門檻。中央社記者曾以寧攝 111年8月1日
中山大學化學系研究團隊製出最新複雜氧化物催化劑,主要以地殼含量豐富元素製成,成本僅當前水電解用貴金屬催化劑千分之一,且活性高,有望大幅降低製氫門檻。中央社記者曾以寧攝 111年8月1日
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(中央社記者曾以寧高雄1日電)中山大學化學系研究團隊製出最新複雜氧化物催化劑,主要以地殼含量豐富元素製成,成本僅當前水電解用貴金屬催化劑千分之一,且活性高,有望大幅降低製氫門檻,助攻綠能製氫。

國立中山大學今天發布新聞稿指出,化學系教授陳軍互團隊獨創「酸性氧化還原輔助沉積」技術,創造出最新的複雜氧化物催化劑(complex oxide electrocatalyst),活性高出常用的鎳催化劑4.6倍,表現也優於貴金屬釕催化劑,且大幅降低成本至千分之一,研究成果榮登國際頂尖期刊美國化學會能源快報(ACS Energy Letters)。

研究團隊指出,目前工業活動亟需氫氣作為原料,舉凡製作氨、雙氧水、甲醇,或作為火箭燃料、當作提煉金屬的還原劑等,都需要氫氣;且氫氣能有效保存綠能,電解水產生氫氣可作為再生能源儲能解決方案之一。

但根據國際能源總署(International Energy Agency)報告,以太陽能、風電等綠色能源電解水製成的「綠氫」,只占全球氫產能不到0.1%,主因生產成本太高,每公斤達3至7.5美元,導致使用綠氫作為主要工業原料與燃料來源仍有許多門檻需克服。

陳軍互指出,當前水電解用的貴金屬催化劑如鉑、釕、銥等,成本太過昂貴,就是導致綠氫無法普及的主因之一,為降低氫氣生產成本,研究團隊長期開發以地殼含量豐富元素來設計催化劑,這次用鐵與錳2種元素研發出新型催化劑,成本低於原貴金屬催化劑的千分之一。

此外,相較於常用的鎳催化劑,團隊研發的新型催化劑活性提高了4.6倍,電力轉換效率更好,要產出等量氫氣所需的耗電量更少,大幅降低電力成本。

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陳軍互說,研究成果也發現,新型催化劑能穩定電解海水而不受腐蝕,團隊近期取用西子灣海水測試,成功且長效地轉換成氫氣,「讓我想像未來整片西子灣都是我們的氫氣海」,可望助台灣擺脫能源依賴進口的束縛,也避免如俄烏戰爭導致歐洲能源供應面臨困境等問題。

中山大學指出,研究團隊成員包含博士Zegeye、研究生陳文泰、許峻承及安德魯,此技術長期獲科技部、中山大學及產業單位累計超過千萬元的研發支持,目前已有廠商對新技術表現興趣,團隊未來將朝向更高的能源轉換效益邁進,持續降低電力成本負擔,讓人類所使用的能源更加環境友善。(編輯:謝雅竹)1110801

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