中山大學團隊獨創綠氫催化技術 成本可降至千分之一

為減少使用石化燃料，降低全球暖化與環境問題，產官學致力發展乾淨且可再生的替代能源。中山大學化學系教授陳軍互團隊獨創「酸性氧化還原輔助沉積」技術，創造出最新一代的複雜氧化物催化劑，其活性高出常用的鎳催化劑4.6倍，也明顯優於貴金屬釕催化劑，使成本大幅降低至千分之一。

這項研究成果已登上國際頂尖期刊「美國化學會能源快報（ACS Energy Letters）」。陳軍互表示，最新研究成果也發現，這類新型催化劑能穩定電解海水而不受到腐蝕的困擾。團隊最近取用西子灣的海水，並成功且長效地轉換成氫氣，「這讓我想像未來整片西子灣都是我們的氫氣海！」只要能擺脫能源依賴進口的束縛，就能避免了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，例如作為製作氨、雙氧水及甲醇的原料、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，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，綠氫目前只占全球氫產能不到 0.1%，主要是生產成本太高，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。

「當前水電解用的貴金屬催化劑如鉑、釕、銥等，成本太過昂貴，扼殺了大規模使用氫氣的契機。」陳軍互說，為了讓氫氣的生產成本進一步降低，達到民生實用階段，研究團隊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。這次使用鐵與錳兩種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。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，大幅降低了電力成本。

參與這項研究的團隊成員包括Zegeye博士、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，目前已經與企業與學研單位進行系列產學合作。期刊連結https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.2c01103。