國輻中心助攻綠氫研發，成果登上頂尖期刊《自然通訊》

國科會轄下國家同步輻射研究中心林彥谷副研究員，攜手國立陽明交通大學及德國馬克斯普朗克研究院（Max Planck Institutes）等跨國研究團隊，歷時三年，首度發現「銅基氧化物催化劑」電解水反應過程會誘發出三價銅，此乃優異效能表現的關鍵功臣，成為全球第一個解開隱藏版結構的研究團隊。

此研究成果有助開發低成本且高效能的氫能，2月1日登上國際頂尖期刊《自然通訊》（Nature Communications），並獲選為當期焦點報導。

近年氫能成為淨零排放的潛力新興能源之一，由於氫氣有長時間儲存、靈活調度等優勢，有益供電穩定，加上發電過程沒有碳排放，譽為「未來燃料」，世界各國紛紛投入氫能科技的研發與推廣。

現今氫氣生產方式，大部分來自化石燃料煉製，稱為「灰氫」，碳排放量仍相當高。唯有以再生能源為氫氣來源，才能生產真正環境友善的「綠氫」。然綠氫製造過程是電解槽加入催化劑，並施加極高電壓將水電解成氫與氧，耗能相當高，加上現今最廣泛使用商用催化劑「鉑」和「銥」，價格昂貴，使氫能發展不符合經濟效益。

研究團隊首度將氫原子注入銅基氧化物催化劑，並調解原子結構和電子結構，成功打通銅基氧化物催化劑的任督二脈，催化劑於低電壓能持續且穩定作用100小時以上，催化劑壽命比過去提升10倍以上。研究成果證實低電壓水電解過程的可行性與穩定性，不僅節省電解過程的能耗，且銅基氧化物催化劑比銥商用催化劑便宜超過1萬倍，有助發展高效率且低價格的氫能，讓氫能普及商業化，掀起「氫經濟」風潮。

為了進一步解鎖高效能背後的祕密，林彥谷利用國輻中心「台灣光子源」（Taiwan Photon Source）、「台灣光源」與日本SPring-8同步加速器光源的台灣光束線，加上團隊近年發展「直播式臨場分析技術」，揭發銅基氧化物催化劑的高活性來自三價銅。值得一提的是，三價銅於高溫超導領域吸睛已久，但電化學催化領域卻是首次觀測，此乃獨步全球的革命性新發現。

（本文由 中央廣播電台 授權轉載；首圖來源：國家同步輻射研究中心）