發布日期：2025年12月17日
本案聯絡人：工程技術研究發展處 莊慶安副研究員 電話：(02) 2737-7372
在全球積極推動能源轉型與淨零碳排的浪潮下，氫能被視為實現碳中和的關鍵能源技術之一，在國科會補助支持下，國立中央大學氫能研究中心曾重仁主任研究團隊，近期於質子傳導型固態氧化物電解（Proton-Conducting Solid Oxide Electrolysis, P-SOEL）核心材料與微結構開發上取得重大技術突破，成功研製出較低溫下高效運作、同時兼具穩定與耐用的電極與電解質材料，並建立能讓反應更順暢的「多孔結構」，顯著提升單電解器效能，降低製氫所需電力。
團隊以鋇鈰鋯釔氧化物（BCZY）製作多孔中介層，並優化煆燒條件以獲得良好的孔隙度。就像在兩個零件之間鋪了一層「會透氣、抓得更牢的海綿墊」，既讓氣體流動，又讓接觸更緊密，因此更容易產生反應、效率自然提高。再把粉末細化，並用雷射進行微細加工，讓化學反應更快、阻力更小。如此做出單電解池，在 650 °C、1.6 V的條件下能達到 5568 mA/cm² 的高電流密度，並將產出 1 m³氫氣所需的電能降至3.83 kWh/Nm³。相較傳統需高於 800 °C才有的表現，以此較低溫的方式就能做到，不僅節能、壽命也更長。
在空氣電極方面，團隊採用鐠鋇鍶鈷鐵氧化物（PBSCF）材料。在 600 °C仍具良好導電與適當孔隙（有利於氣體通行），熱脹冷縮幅度也小（較不易產生應力與裂紋）。透過界面工程的調整，PBSCF 與 BCZY間的貼合度與匹配性更佳，如同接縫處「磨到最服貼」，能提升反應效率與延長電解器壽命。
此外，以多種材料分析方法驗證晶體結構、界面形貌與導電行為，確認在中溫條件下電解器仍能維持長期穩定可靠、高活性且運作效率高，為中溫 P-SOEL系統奠定關鍵材料與介面基礎，也為產氫電解器的商品化與在地化提供實質支撐。
未來，團隊將持續強化材料穩定性與製程研究，並與產業界緊密合作，將實驗室技術轉化為適合量產的製程，在實際場域落地，並推動跨域整合與國際接軌，讓氫能技術加速產業應用，提升臺灣在全球氫能技術鏈中的競爭力。
在國科會補助支持下，國立中央大學氫能研究中心曾重仁主任研究團隊，成功研製出較低溫下高效運作、同時兼具穩定與耐用的電極與電解質材料，並建立能讓反應更順暢的「多孔結構」，顯著提升單電解器效能，降低製氫所需電力。
左3起為元智大學化學工程與材料科學系洪逸明教授、中研院原子與分子科學研究所陳賜原研究員、工程處洪樂文處長、中央大學氫能研究中心曾重仁主任、中央大學材料科學與工程研究所李勝偉特聘教授
中溫高效製氫電極與電解質材料
