「微波技術」可減少6成能耗 有望加速氫能普及、商業化葉芳筑 (2025-02-03 14:07:31)

傳統熱化學製氫需高達1500°C，能源消耗驚人。韓國POSTECH團隊發現，「微波」技術可將CeO₂還原溫度降至600°C，減少75%熱能需求，大幅降低能源浪費。編譯／Cynthia

氫能是未來清潔能源的關鍵，但傳統製氫技術需要高溫、能耗大，在商業應用受限。為了解決這些問題，韓國POSTECH研究團隊開發出「微波」製氫技術，成功降低製程溫度並提升效率。他們的研究於2024年11月5日發表在「Journal of Materials Chemistry A」，證實透過微波能量，可將釓摻雜氧化鈰（CeO₂）的還原溫度降至600°C以下，比傳統方法減少60%以上的能耗。這項突破不僅能降低製氫成本，也讓氫能技術更具商業可行性，有望推動清潔能源的發展，加速氫能普及。

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氫能是未來清潔能源關鍵,韓國POSTECH團隊研發「微波」製氫技術,克服傳統高溫高能耗限制,提升效率。（圖／取自皇家化學學官網）[/caption]

降低製氫溫度與能耗

傳統熱化學製氫技術仰賴金屬氧化物的氧化還原反應，過程中需高達1500°C的極高溫，導致能源消耗驚人。韓國POSTECH研究團隊發現，「微波」技術能有效降低反應溫度，僅需600°C即可完成CeO₂的還原，比傳統方法減少75%的熱能需求，大幅降低能源浪費。此外，氫氣的生成仰賴「氧空缺」（oxygen vacancy）的形成，這些結構缺陷能幫助水分子分解，提高製氫效率。而傳統技術需要數小時才能產生足夠的氧空缺，而微波技術僅需數分鐘即可達成。研究團隊透過熱力學模型驗證微波如何加速氧空缺的生成，為未來氫能技術發展奠定理論基礎。

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氫能商業化與多元應用

「微波」技術的應用讓氫能的商業化變得更加可行。首先，降低製氫溫度直接減少能耗，進而降低生產成本。其次微波技術能快速生成氧空缺，縮短反應時間，提升生產效率，適用於大規模氫能供應鏈的需求。除了氫能生產，微波能量還能應用於其他領域，如金屬精煉、電池材料開發以及環保催化技術等。研究團隊表示，未來將持續優化微波驅動的材料，並開發更高效的氫能轉換技術，推動清潔能源市場的發展。

氫能商業化的關鍵突破

「微波」技術的突破，正為氫能的商業化開發新方向。從實驗室的技術驗證到未來的產業應用，這項技術正在逐步改變氫能的生產模式。除了氫能領域，微波技術還擁有在能源轉換和環保材料開發等領域的巨大潛力。未來研究人員將透過跨領域的合作，進一步提升微波製氫的效率，並使其成為市場的主流技術之一。隨著製氫成本的下降，氫能將更具競爭力，有望成為取代石化燃料的理想選擇，無疑將成為清潔能源轉型的關鍵推力，助力全球邁向低碳未來。

資料來源：SciTechDaily

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