中山大學質子交換膜技術新突破 攜手業界布局燃料電池產業

燃料電池最關鍵、也最昂貴的核心零組件「質子交換膜」，受制高成本、效能衰退與環境風險，不只讓氫能車價格居高不下，也讓產業規模始終難以放大。國立中山大學光電工程教授黃文堯研究團隊突破技術，成功開發出新型質子交換膜材料，讓質子跑得更穩定，壓低成本與汙染風險。

黃文堯指出，質子交換膜對燃料電池就像交通系統裡的高速公路，必須讓質子快速通過，同時嚴密阻隔電子與其他氣體，一旦導電率下降或材料變形，整體發電效率就會明顯滑落。

目前業界主流仍使用杜邦Nafion系列薄膜，但在高溫環境下效能衰退、尺寸穩定性不足，加上製程複雜、價格高昂，甚至在材料劣化過程中可能產生有毒物質，始終被視為氫能擴張的關鍵限制。

黃文堯表示，材料本身撐不起來，再多應用想像都只是空談，這次開發的兩款新型質子交換膜，實驗結果顯示，質子導電率明顯高於現行主流材料，耐熱性、機械韌性與尺寸穩定性等指標也更穩定，更重要是製程更簡化，不涉及有毒物質，對環境與製造端的負擔都大幅降低。

黃文堯說，應用面向也不只侷限於燃料電池，質子交換膜本質是一種高階隔離與傳導材料，在氫能交通、半導體製程餘氫回收，以及大型儲能系統中，都具有高度延伸性。

以半導體產業為例，EUV極紫外光曝光機大量消耗氫氣，製程結束後多半直接排放，透過交換膜回收並純化餘氫，不僅能重複利用，也有助降低整體碳排。

中山大學表示，這項研發成果獲產業界高度關注，研究團隊已與欣緣科技股份有限公司展開產學合作，攜手威杰能源、創福新材料公司等氫能產業鏈夥伴，推進專利布局與量產規畫。