國輻中心跨國研究團隊助攻綠氫研發 登國際期刊論文

國家同步輻射研究中心副研究員林彥谷，攜手陽明交通大學及德國馬克斯普朗克研究院等跨國研究團隊，首度發現「銅基氧化物催化劑」在電解水反應過程中，會被誘發出三價銅，研究成果有助於開發低成本且高效能的氫能。圖／國輻中心提供

國家同步輻射研究中心（國輻中心）副研究員林彥谷，攜手陽明交通大學及德國馬克斯普朗克研究院等跨國研究團隊，歷時三年，利用國輻中心的「臺灣光子源」（Taiwan Photon Source）、「臺灣光源」（Taiwan Light Source）與興建在日本SPring-8同步加速器光源的臺灣光束線，首度發現「銅基氧化物催化劑」在電解水反應過程中，會被誘發出三價銅，研究成果有助於開發低成本且高效能的氫能，2月1日登上國際頂尖期刊《自然通訊》（Nature Communications），並獲選爲該期刊的焦點報導論文。

2022年3月，國發會發布「臺灣2050年淨零排放路徑及策略總說明」，12月底再進一步公佈臺灣2030年減碳目標和12項淨零轉型戰略指引。國科2023年科技預算將投入119億元，發展永續及前瞻能源、低（減）碳、循環、負碳等五大淨零科技。

國輻中心表示，近年來氫能已成爲淨零排放的潛力新興能源之一，由於氫氣具有能長時間儲存、靈活調度等優勢，有益於供電穩定，加上發電過程中沒有碳排放，故被譽爲「未來燃料」，目前世界各國紛紛投入氫能科技的研發與推廣。

現今氫氣的生產方式，大部分來自化石燃料煉製，這種方法被稱爲「灰氫」，其碳排放量仍相當高。唯有以再生能源作爲氫氣來源，才能生產出真正環境友善的「綠氫」。然而，綠氫的製造過程，是在電解槽加入催化劑，並施加極高的電壓以將水電解成氫與氧，相當高耗能，加上現今最廣泛使用商用催化劑「鉑」和「銥」，價格昂貴，使得氫能發展不符合經濟效益。

國輻中心表示，研究團隊首度將氫原子注入銅基氧化物催化劑內，並調解其原子結構和電子結構，成功打通銅基氧化物催化劑的任督二脈，該催化劑於低電壓下能持續且穩定作用100小時以上，催化劑壽命比過去提升10倍以上。

國輻中心說，研究成果證實低電壓在水電解過程的可行性與穩定性，不僅節省電解過程的能耗，且銅基氧化物催化劑比銥商用催化劑便宜超過1萬倍，有助發展高效率且低價格的氫能，讓氫能普及化、商業化，掀起「氫經濟」風潮。

爲進一步解鎖高效能背後所隱藏的秘密，林彥谷利用國輻中心位於臺灣與日本的光束線，加上該團隊近幾年所發展的「直播式臨場分析技術」，揭發出銅基氧化物催化劑的高活性來自於三價銅。值得一提的是，三價銅長久以來在高溫超導領域相當吸睛，但在電化學催化領域，卻是首次被觀測到，這也是獨步全球的革命性新發現。