
台灣研究團隊於國際權威科學期刊《自然 – 永續性》(Nature Sustainability)發表研究,該團隊歷經五年努力,成功發現新型鐵雙核分子催化劑,可大幅降低電催化水分解產生氫氣的所需能耗。
本研究由台灣大學化學系陳浩銘教授與明志科技大學材料系童敬維助理教授共同領軍,藉由國家同步輻射研究中心與「日本同步加速器光源(SPring-8)的台灣合約光束線」,利用「臨場 X 光放射光譜(in situ X-ray emission spectroscopy)」技術,成功量化新型金屬分子電催化劑的自旋態變化,發現自旋態轉變為驅動形成高效率新型鐵雙核分子催化劑的關鍵因素,讓台灣團隊的研究實力再度受到國際肯定。
隨著電解水產氫及二氧化碳電還原技術在近年能源轉型中扮演重要角色,其陽極產氧反應所需克服的高能耗,已成為限制整體電解效率與經濟效益的關鍵瓶頸。此研究開發的新型分子催化劑不僅大幅降低產氫或二氧化碳電還原所需能耗,同時展現出超過一千小時的穩定性。

▲ 本研究成果發表於國際頂尖期刊《Nature Sustainability》,展現台灣團隊於氫能技術的研究實力
陳浩銘教授指出,本研究最大貢獻在於首度找到自旋態變化與催化劑活性間的直接證據。透過自旋態轉變驅動該新型催化劑的形成,其鐵雙核分子結構增強了金屬 – 配位基的共價性,不僅促進關鍵活性結構的生成,更進一步解決過去分子催化劑所為人詬病的穩定性問題。
明志科技大學近年積極組建產氫研發團隊,並與臺灣大學、日本早稻田大學及韓國科學技術院等國內外夥伴,攜手展開多項聯合研究計畫。童敬維助理教授表示:「要實現產氫技術的落地化,關鍵是分子化學家與表面科學、材料科學,及系統開發領域研究人員間的密切合作。」

▲ 明志科大近年積極建立產氫實驗室(Source:明志科大環境永續與人類健康研究中心)
本研究第一作者為明志科技大學材料系童敬維助理教授,主要通訊作者為台灣大學化學系陳浩銘教授;作者群並感謝國家科學及技術委員會、國家同步輻射中心與明志科大的支持。
(首圖來源:明志科技大學;首圖圖說:台灣氫能研究在《自然 – 永續性》期刊發表照片)