「氫能」被視為實現碳中和關鍵能源技術之一，由中央大學氫能研究中心曾重仁主任領導的研究團隊，近期於質子傳導型固態氧化物電解（P-SOEL）核心材料、微結構開發取得重大技術突破，成功研製出在低溫高效運作、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。
團隊首先以鋇鈰鋯釔氧化物（BCZY）製作多孔中介層，並改善煆燒條件獲得良好孔隙度，好比在 2 個零件之間鋪一層「會透氣、抓更牢的海綿墊」，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。
接著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，如此做出的單電解池，於 650℃、1.6V 條件下能達 5,568 mA/cm² 的高電流密度，並將產出 1 m³ 氫氣所需電能降至 3.83 kWh/Nm³。
在目前各類水電解技術中，SOEL 技術轉換效率最高，國際主流以氧離子傳導的 O-SOEL 為核心，但其操作溫度高達 800℃，相較於傳統 O-SOEL 材料需更高溫才有這種良好表現，團隊新設計的 P-SOEL 電解器所需溫度相對低，不僅節能，壽命也更長。
空氣電極方面，團隊採用鐠鋇鍶鈷鐵氧化物（PBSCF）材料，於 600℃ 仍具良好導電與適當孔隙（有利氣體通行），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。
▲ 中央大學氫能研究中心曾重仁主任團隊合影。
此外，團隊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、高運作效率，為中溫 P-SOEL 系統奠定關鍵材料與介面基礎，也為產氫電解器商品化提供實質支撐。
整體而言，中溫材料好處在於成本降低，材料選擇性較多，材料老化速度也較慢，管線及密封過程相對容易，未來風力發電、太陽能發電若產出多餘電力，便可搭配用來產氫。
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製程，讓氫能技術加速產業應用，提升台灣在全球氫能技術鏈的競爭力。
（圖片來源：國科會提供）
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