研究專區:PEM電解儲能技術研發與綠氫應用服務產學聯盟 電子報編輯-機械2B蔣更翔、工英3A陳亮宇
為了因應全球暖化與能源耗竭的問題,國科會於2022年執行「電解儲能技術研發與綠氫應用服務產學聯盟」計畫,由元智大學機械系鐘國濱教授擔任主持人,帶領優秀的團隊開創再生氫經濟,除了深化與完整化國內PEM質子交換膜(Proton Exchange Membrane )燃料電池技術產業鏈,協助企業轉型與培育綠氫頂尖人才,結合上、中、下游能源相關產業,打造「淨零排碳」的完整產業鏈。
PEM電解儲能技術與綠氫應用產業鏈
PEM電解儲能技術與綠氫應用
PEM水電解技術用於非尖峰時期能量的儲存,其優點為高電流密度、高純度氣體的產生以及可模組化的系統。PEM電解不僅能製造氫氣與氧氣,利用特殊電極材料加上電壓控制可以產製臭氧,並應用在清潔、消毒或醫療等方面。
鑒於氫能燃料電池車發展還未成熟,小型企業需要較多資金投入研發,因此鐘教授的團隊曾在2005年輔導「光騰國際科技公司」轉型,從光通訊成功轉型PEM電解技術創新開發,獲得經濟部精選十五家企業由全國大專院校的育成中心輔導成功案例之一,並收錄於《2010破殼而出-中小企業創新育成中心培育優質企業案例》一書中。此公司近期將PEM電解產氫技術應用於柴油車引擎清潔保養,由於柴油車是所有燃油車種中汙染最嚴重且電氣化最困難的車種,例如:垃圾車、工程車等大型車輛,為了得到更多的實驗數據,透過此聯盟與桃園市環保局的龜山清潔隊合作,由分隊提供十部柴油清潔車,柴油引擎經過三個月的氫氣清潔及油耗測試,發現油耗和廢氣明顯減少,證明氫氣清潔有助於引擎燃燒的轉換效率,進而降低排碳量。
台灣半導體產業蓬勃發展,如何永續經營的議題備受關注。由於半導體製程需要使用大量的化學品與純水清潔晶圓,因此,先進晶圓製造業者積極尋求開發綠色製程,以清潔化學品的「臭氧水」為例,傳統上是使用空氣電弧法來生成臭氧,此方法是從空氣中分離出氧氣,再施加超高能量轉化為臭氧,此方法能耗高,效益較低。相對於本聯盟研發的PEM電解技術,利用PEM電解製造臭氧不僅簡單且低耗能,目前已有許多晶圓清洗業者與聯盟洽談合作,同時也獲得國科會科研創業計畫,希望協助台灣半導體產業發展綠色製程。
計畫主持人鐘國濱教授
鐘教授於2001年畢業於國立清華大學化學工程博士班,之後在元智大學綠科中心擔任研究員4年,他於2006年進入元智機械系擔任教授,主要研究專長為燃料電池,並創新應用於半導體製程綠色化、綠色食物保鮮、綠色養殖及綠色醫療。鐘教授表示當初自己專注於燃料電池的研究,竟然發現另一個嶄新的技術,也就是燃料電池的逆反應(電解),此電解技術成為本次綠氫應用產學聯盟的主要核心技術。
鐘教授在元智大學服務逾20年,致力於綠色科技的技術研發,培育諸多優秀人才,不僅為地球做出一份重要貢獻,也讓許多年輕新血邁向改變世界的路。他希望能將此聯盟的宗旨及PEM電解技術應用宣傳到世界各個角落,促使更多環保概念可以產生並且實際應用,降低地球惡化速度。
PEM技術應用產學聯盟計畫主持人鐘國濱教授(圖中右邊第四位)
給元智機械系同學的建議與鼓勵
鐘教授希望同學們秉持「擱置自我,優先大我」的信念,人生價值並不是建立在金錢與個人慾望的追求,只要同學們試圖解決世界上迫切的問題,就一定會有機會來臨,生活中犧牲一些玩樂休閒,去尋找那些問題並運用所學知識想辦法解決吧!