每天製造 5.7 公斤氫氣，韓國低碳電解製氫獲進展

為實現淨零目標，能源領域也朝低碳氫、綠氫發展，其中電解水製氫的關鍵角色便是電解槽。最近韓國科學家成功研發出 8kW 固態氧化物電解槽，每天可以製造出 5.7 公斤氫氣，未來也將與三星（Samsung）子公司三星電機和氫燃料開發 Bumhan Industries 攜手合作。

目前的電解製氫方式分別是鹼性電解法、質子交換膜電解，及新興技術陰離子交換膜、固態氧化物電解（solid oxide electrolysis cell，SOEC），其中固態氧化物電解顧名思義，依靠固態氧化物或陶瓷來產生氫氣和氧氣，由陰極供應水，在外部分離單元中將氫氣與水分離，之後氫氧根離子會通過水性電解質流到陽極產生氧氣。

SOEC 是種高效製氫技術，利用高溫蒸汽電解氫氣和氧氣，當應用在氫氣需求較高、或是蒸氣供應多的場所，像是核電廠、鋼鐵石化廠、氨氣廠時，韓國能源研究所（KIER）研究人員指出，與其他電解方法相比，可減少 25% 以上電力消耗。

團隊已經藉由分層陶瓷電池、隔離層（separator plates）和密封材料建造打造新型 SOEC 堆。該技術的優勢在於，用採用衝壓成型製出隔離層。團隊表示，現有工藝每天最多只能製造 100 個隔離層，但如果用壓製成型法，就能提高到 1,000 多個，有效降低製造成本和加速製程。

團隊還聲稱，新技術能最大化電池和隔離層之間的接觸面積，維持性能均衡，透過硬焊（brazing）密封模組堆，即使面對熱衝擊或溫度快速變化，電池堆也能最大程度減少氫氣洩漏，維持穩定性能。

目前已經開發出的 8 kW 固態氧化物電解槽，可穩定運作 2,500 小時，每天生產超過 5.7 公斤氫氣。KIER 表示，目前正在與三星電機和燃料電池開發商 Bumhan Industries 合作，進一步改良製造流程。

根據國際能源總署（IEA）預測，2030 年低碳氫的年產量預計將比 2023 年增加 30 倍以上，預計將達到 3,800 萬噸。其中水電解製氫預計約 2,700 萬噸。與其他技術相比，SOEC 可以用相對較少的電力生產大量氫氣，是未來電解和碳中和的有力候選者。

• Korean researchers build 8 kW solid oxide electrolysis cell that can produce 5.7 kg of hydrogen per day
• The Future of Low-Carbon Hydrogen Production: Successful Development of Solid Oxide Electrolyzer Stack

（首圖來源：shutterstock）