工研院推動下世代潔淨能源

看好未來氫應用產業發展需求，以及氫能發展對淨零排放的重要性，經濟部技術處與能源局積極投入與規劃，支持工研院發展「載具」、「工業」、「發電」三大氫應用領域，如氫氣的燃料電池系統、提供未來氫能車所使用的高安全儲氫瓶、運用在半導體產業及廢棄物處理的工業餘氫發電系統和未來利用太陽能、風力等再生能源電解水的產氫系統等技術，協助產業掌握氫能商機，打造臺灣氫能產業鏈，共同邁向零碳未來。

載具應用：發展高安全、輕量化儲氫氣瓶，助儲氫氣瓶產業國產化看準未來氫能在能源需求的佔比、於陸海空交通工具的應用、加氫站取代加油站、氫燃料電池等發展商機，相關投資方興未艾。氫氣爲氣態燃料，須以高壓儲氫瓶盛載，才能安全地儲存與輸送，工研院透過纖維複合材料技術與自動化纏繞製程技術，成功開發高安全、輕量化、耐腐蝕儲氫瓶，儲氫瓶重量比一般儲氫瓶少了60％的重量。已完成基於機械手臂的自動化纏繞製程系統，相較於傳統龍門型的纖維纏繞專用機，大幅降低建置成本，也更具小量多樣的生產彈性。材料範圍涵蓋高溫硬化至中低溫硬化、乾式纏繞或溼式纏繞等客製化材料技術及配套材料製程設備，搭配輕量化結構設計與力學分析，可協助復材高壓儲氫氣瓶產業國產化。

發電應用：高效率技術金屬雙極板燃料電池、SOFC燃料電池及再生能源電解產氫系統，建立產業發電關鍵技術。

工研院研發之高功率金屬雙極板燃料電池組具有低成本、體積輕薄、高效率的特性，可作爲交通載具或是利基產品使用，其隨時開關的特性加工研院獨有的低成本金屬雙極板設計、多層導電碳薄膜與電池模組化等專利技術，能有效提升電池功率密度與壽命，進而達到減碳效益。目前與捷克核能研究所（UJV）、捷克科學院（CAS）以及臺灣6家廠商成立跨國金屬板電堆研發聯盟，共同開發電池、掌握關鍵自主技術，提升產業技術量能。此技術可應用於交通載具、可攜式及備援電力市場，有助於減少交通及能源部門之碳排。

分散式SOFC（Solid Oxide Fuel Cell,固態氧化物燃料電池）發電系統，利用電化學反應將碳氫燃料能量轉換爲電力輸出，具發電效率高（55％）、低污染排放、低噪音之特點，系統適用天然氣、沼氣、工業副產氫及純氫等多元料源，爲具潛力的氫能分散式電力技術，工研院藉由投入本土化系統開發，以協助產業建立從組件到系統之完整能力。

爲有效調節再生電力與併網利用率，電解水產氫技術是目前各國發展之重點技術，透過綠電所產生氫氣可作爲鋼鐵、石化業者之潔淨料源，工研院透過鎳系觸媒與鹼性膜材之研發，取代昂貴的鉑銥觸媒及氟系質子交換膜，建立自主化鹼性膜電解水制氫技術，產氫效率達80％，降低產氫設備成本達30％，成爲提供便宜的綠氫最佳方案。

工業應用：「低碳世代綠色甲醇生產技術」及「高效濾氫純化模組」，打造臺灣綠色供應鏈。

甲醇是重要化工產業基礎原料，工研院透過建立高性能二氧化碳觸媒氫化技術，將捕獲的二氧化碳透過觸媒直接與氫氣作用轉化成甲醇，取代化石資源，並具備高生產力與低溫操作的特色，相較現有技術可節能20％及降低生產成本，具商業化價值。目前已與鋼鐵業與石化廠合作，能同時滿足產業製程二氧化碳零排放及將廢氣轉化高值化學品的需求，若結合使用再生能源，可達到負碳排的效果。

此外，透過高效率濾氫純化模組可將半導體、石化等產業製程中的餘氫進行純化回收循環利用，透過低成本陶瓷金屬材料部份取代昂貴鈀金屬，除具備成本優勢外，透過篩分隔離與質傳過濾雙機制技術，體積只有一般市售純化器體的一半、能將製程所產生的約70％餘氫，純化回收至產線再利用或是供給燃料電池發電，解決國內產業面臨的碳排痛點。（文／工業技術與資訊）