國輻中心跨國研究團隊助攻綠氫研發 登國際期刊論文

国家同步辐射研究中心副研究员林彦谷，携手阳明交通大学及德国马克斯普朗克研究院等跨国研究团队，首度发现「铜基氧化物催化剂」在电解水反应过程中，会被诱发出三价铜，研究成果有助于开发低成本且高效能的氢能。图／国辐中心提供

国家同步辐射研究中心（国辐中心）副研究员林彦谷，携手阳明交通大学及德国马克斯普朗克研究院等跨国研究团队，历时三年，利用国辐中心的「台湾光子源」（Taiwan Photon Source）、「台湾光源」（Taiwan Light Source）与兴建在日本SPring-8同步加速器光源的台湾光束线，首度发现「铜基氧化物催化剂」在电解水反应过程中，会被诱发出三价铜，研究成果有助于开发低成本且高效能的氢能，2月1日登上国际顶尖期刊《自然通讯》（Nature Communications），并获选为该期刊的焦点报导论文。

2022年3月，国发会发布「台湾2050年净零排放路径及策略总说明」，12月底再进一步公布台湾2030年减碳目标和12项净零转型战略指引。国科2023年科技预算将投入119亿元，发展永续及前瞻能源、低（减）碳、循环、负碳等五大净零科技。

国辐中心表示，近年来氢能已成为净零排放的潜力新兴能源之一，由于氢气具有能长时间储存、灵活调度等优势，有益于供电稳定，加上发电过程中没有碳排放，故被誉为「未来燃料」，目前世界各国纷纷投入氢能科技的研发与推广。

现今氢气的生产方式，大部分来自化石燃料炼制，这种方法被称为「灰氢」，其碳排放量仍相当高。唯有以再生能源作为氢气来源，才能生产出真正环境友善的「绿氢」。然而，绿氢的制造过程，是在电解槽加入催化剂，并施加极高的电压以将水电解成氢与氧，相当高耗能，加上现今最广泛使用商用催化剂「铂」和「铱」，价格昂贵，使得氢能发展不符合经济效益。

国辐中心表示，研究团队首度将氢原子注入铜基氧化物催化剂内，并调解其原子结构和电子结构，成功打通铜基氧化物催化剂的任督二脉，该催化剂于低电压下能持续且稳定作用100小时以上，催化剂寿命比过去提升10倍以上。

国辐中心说，研究成果证实低电压在水电解过程的可行性与稳定性，不仅节省电解过程的能耗，且铜基氧化物催化剂比铱商用催化剂便宜超过1万倍，有助发展高效率且低价格的氢能，让氢能普及化、商业化，掀起「氢经济」风潮。

为进一步解锁高效能背后所隐藏的秘密，林彦谷利用国辐中心位于台湾与日本的光束线，加上该团队近几年所发展的「直播式临场分析技术」，揭发出铜基氧化物催化剂的高活性来自于三价铜。值得一提的是，三价铜长久以来在高温超导领域相当吸睛，但在电化学催化领域，却是首次被观测到，这也是独步全球的革命性新发现。