關於 電解 氫設備 ，我們在網路上蒐集到這些相關的討論、資訊與評價

千萬不要小看台灣的實力！台積電先進製程的未來，部分關鍵就藏在台南一座使用100%再生能源電力製造的綠色氫氣（Green Hydrogen）生產工廠中.....（03/24/2021 天下雜誌719期）

亞東工業氣體揭幕全球最大超純低碳氫氣生產設備，典禮上，台積電與美商半導體企業代表坐滿一整排，連台電董事長也特別出席。氫氣為何攸關台灣半導體競爭力？

文：劉光瑩

3月18日上午，在台南科技工業區，一座兩層樓高的嶄新廠房外，貼著「水電解室」、「氧氣純化室」，以及許多三角形的警示標誌，乍看是普通的工業廠房，但卻藏著半導體產業先進製程不可或缺的原料。

這是亞東工業氣體廠最新完工的超純氫氣設備，預計以再生能源供電，電解超純水產出氫氣。亞東工業氣體是全球第二大工業氣體供應商、法國液空集團（Air Liquide）與遠東新世紀集團合資，為法國在台投資最大的製造商。

氫氣究竟有什麼重要？關鍵就藏在新聞稿裡的這一句話：

「這些氫氣生產設備將滿足極紫外光微影技術（EUV）應用中，對超高純度氫氣的新興需求，並利用更環保的氫氣製程，支援台灣主要半導體產業客戶對環境與氣候的目標。」

台積電與美商半導體企業都派代表出席

誰是「主要半導體客戶」？應該不難想像。在完工典禮現場，來自台積電與美商半導體企業的代表，坐滿現場一整排位子，不言自明。

但EUV為何會用到氫氣？還要超高純度？

簡而言之，EUV光的產生，是用每秒5萬次雷射光束轟擊液態錫，過程中錫被氣化後容易沉積在EUV的反光鏡上造成霧化，影響製程。因此注入氫氣，與錫結合成氣態的氫化錫，然後被抽出腔體。

根據業界人士估算，台積電第18廠等明年全面投產後，每天的氫氣需求量高達48輛槽車。

因應將來可見的新增需求，聯華氣體也已在南科樹谷園區購置土地，將設立2座以天然氣當原料的氫氣產製設備。

亞東的綠氫廠最不同的一點，就是將向台電購買綠電，以電解超純水的方式產出超純氫氣，生產過程無碳排。

無碳排的「綠氫」，幫助供應鏈抗暖化

亞東工業氣體總裁歐柏叡（Olivier Blachier）在完工典禮上表示，一座以綠電驅動的水電解製氫設備，跟天然氣製程相比，每年可減少8000噸碳排。等到5座綠氫 (Green Hydrogen) 設備都完成，減碳效果相當於達到100萬棵樹的固碳量。

他更強調，未來3年內，法國液空集團將確保全球所有氫氣生產都來自綠色能源。3月23日，液空集團更宣布新的永續目標，要在2035年前投資80億歐元發展氫能低碳供應鏈，更預計成為全球第一個宣布達到碳中和的工業氣體公司。

至於在台南的這座電解製氫設備，預計2年內完備購買綠電的程序，屆時生產出來的氫氣，就會是無碳排的「綠氫 (Green Hydrogen) 」，有別於來自化石燃料所製成的「藍氫 (Blue Hydrogen) 」（來自天然氣）與「灰氫 (Grey Hydrogen) 」（來自煤）。

這為何重要？因為在巴黎協議之後，「減碳」乃至於「零碳」，已經成為全球科技供應鏈不能不正視的議題。蘋果宣布，將在2030年前使整體供應鏈達到碳中和，屆時消費者手中的每一台iPhone、iPad等蘋果裝置，生產過程淨碳排量必須為零。

這就是為何蘋果全球供應商，在生產製造與能源使用上，都盡力追求降低碳排，能減多少是多少。例如台積電至去年7月為止，就簽下1.2GW再生能源購買契約，預計可年減218.9萬噸碳排。

"亞東工業氣體表示，整體綠氫設備完工並搭配再生能源生產後，與傳統製程比較，每年將減少超過3萬5000噸碳排。"

台電能源轉型，氫能是最關鍵的技術

除了半導體製程需要用氫氣，在完工典禮上現身的另一位貴賓，也揭示了新的變化。

「能源轉型是台灣現在的關鍵目標，」台電董事長楊偉甫在致詞時指出，最近許多社會關注焦點都在能源轉型，包括核電議題和藻礁公投，「最後都劍指發電來源。」

他強調，全球零碳電力發展，氫能是最關鍵的技術。他沒說錯，因為過去幾年，氫氣在全球各國都成為發展重點，包括日本、韓國、中國、德國、澳洲、北歐各國，無不投入巨大資源研發氫能，用於工業製造、儲能、新能源車等，儼然成為能源轉型的要角。

"「台電是國家電力公司也是台灣最大碳排來源，我們一定要探索新技術，」他更提出，希望2050年，台灣能達到零碳社會、台電成為無碳電力公司。"

從全球到台灣、從半導體龍頭到國家電力公司，無不卯足全力拚減碳。正如比爾蓋茲在3月出版的新書中所說，達到零碳未來並不容易，但並非不可能，所有人與企業都必須傾全力，才能避免氣候災難。（責任編輯：吳廷勻）

完整內容請見：
https://www.cw.com.tw/amp/article/5113276

♡

用矽與鈣鈦礦製成的低成本「光電極」，光電解水製氫效率達 17.6%（06/22/2020 TechNews科技新報）

作者 Daisy Chuang

製氫效率固然是重點，但材料成本與是否容易取得也是需要考量到的商業化要點，最近澳洲科學家就用矽與鈣鈦礦製造出「串疊型光電極」，研發出高效率光電解水製氫設備，效率已達 17.6%，喜聞樂見的是，材料還很便宜。

目前日本、南韓等不少國家看中氫能經濟，認為氫能利用形式多樣，既可應用在發電廠、小型發電機組，或是幫氫燃料電池車「加油」，我們也可以用再生能源電力從水分離出氫氣，加以壓縮後儲存分裝、輸送，是種發展潛力相當高的燃料，甚至可以變成一種綠色出口產業。

只是為了追求綠能與環保，科學家想要捨棄過去常見的高效率、卻也高污染的天然氣製氫法，得再找出具成本效益也很綠色的製氫方式。。

因此綠色製氫是不少研究員與工業念茲在茲的目標，其中光電解水製氫備受看好，透過光催化劑或光電極讓太陽分解水並製造氫、氧，過程不需要任何外部電力，能直接產生氫氣，目前其效率進展良好，轉換效率已達 19%，其實已經快要達到美國能源部訂下的 25% 目標，但現階段仍苦於光電極材料多採用昂貴半導體材料，不是人人玩得起。

對此，澳洲國立大學（ANU）科學家的突破或許能帶來轉機，他們將鈣鈦礦與矽晶串聯在一起，發現所製成的光電極效果比任何一種半導體還要好，團隊表示，矽晶太陽能雖然是市場上最常見的太陽光電技術，但不大適合用在水分解製氫，能量只有所需的三分之一而已，如果改用能隙為矽兩倍的半導體，或許就有機會解決這個問題，但同時也要考量到能矽愈高、補光效率就越低。

因此團隊改用兩個能隙較小的半導體，它們不僅能有效地捕獲日光，而且還能高效製氫。研究團隊指出，在這個發想之前，都沒有一種既可負擔、效率又超過 10% 的光電解水製氫設備，團隊採用鈣鈦礦、矽、鈦、白金光電極實現這個目標，效率也提高到 17.6%，未來有機會透過微調組件設計，提高效率，也希望能使用更豐富的材料來替代貴金屬。

該團隊也對鈣鈦礦-矽晶太陽能頗有研究，今年初 ANU 團隊也研發出 27.7% 的串疊型太陽能。為來團隊目標是將光電解水製氫的價格降至每公斤 2 美元左右，如此一來才能跟天然氣製氫相競爭。ANU 工程與電腦科學學院首席研究員 Siva Karuturi 表示，透過太陽能製氫，我們可以捨棄外部電力跟電網基礎設施，成本效益顯然更高。

完整內容請見：
https://technews.tw/2020/06/22/australian-researchers-claim-new-record-for-direct-solar-to-hydrogen-solar-cells/

更多外電相關報導請見：
Australian researchers claim new record for direct ‘solar-to-hydrogen’ solar cells（06/17/2020 RENEWECONOMY）
https://reneweconomy.com.au/australian-researchers-claim-new-record-for-direct-solar-to-hydrogen-solar-cells-63927

♡

擺脫貴金屬光催化劑，澳洲利用奈米晶體降低綠能製氫成本！（09/29/2018 TechNews科技新報）

澳洲科廷大學成功利用奈米晶體，研發出兼具低成本與環保優勢的光催化劑，可有效用太陽能分解水、製造氫與氧，有助於澳洲更進一步朝氫能社會邁進與發展氫燃料車。

太陽能為自然界最豐富與唾手可得的能量來源，目前各家科學家都致力尋求成本效益比最高的太陽能利用方式，其中光電解水製氫則為炙手可熱方法之一，透過光催化劑或光電極讓太陽分解水並製造氫、氧，最後再將氫氣用於燃料電池。

只不過目前的光催化劑多採用釕、鉑與鎘等或昂貴或具有毒性的金屬，雖然先前也有科學家採用較為便宜的二氧化鈦，可惜該材料無法有效吸收可見光、轉換效率著實不高，因此至今光電解水製氫仍無法跨越商業化門檻。

科廷大學功能分子與介面研究所教授 Guohua Jia 表示，過去為了打造高效光電解水製氫設備，不得不使用鎘基半導體與鉑、銥和釕等貴金屬來製造光催化劑，雖然成功提升光轉換效率，但這也是邁向大規模綠能製氫的主要阻礙之一。

因此為了清除商業化之路上的種種阻礙，科廷大學採用更加環保的解決方案，研發出不含任何貴金屬與有毒金屬的奈米晶體，可當作環保型光催化劑，為光電解水製氫助一臂之力。Jia 指出，該奈米材料由低成本、原料豐富的元素製成，可為能源產業與工業提供更永續、便宜的燃料來源。

製氫與部署氫基礎建設為澳洲再生能源計畫之一，南澳也於 2017 年 9 月公布新氫能計畫，希望可加速氫能源基礎設施、充氫站與氫燃料公車。澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）先前也在再生能源製氫方面有所突破，一旦研究初步有成，氫能或許可成為澳洲未來能源出口支柱。

目前日本豐田、本田與南韓現代等汽車巨擘都有研發氫燃料車，藉由燃料電池中的氫氧反應來產生電力、驅動車輛，「只會排出水蒸氣」已成為著名的廣告宣傳，但目前氫氣來源仍脫離不了化石燃料，不僅得耗費大量能量轉換，能量也容易在轉換過程中流失，該研究將有助於光電解水製氫與氫燃料車大規模發展，研究已發表在《Advanced Materials》。

WA researchers suggest crystals to capture solar power and produce hydrogen
WA researchers use nanocrystals to harvest solar energy for clean fuels
Curtin research finds smarter way to harvest solar energy for clean fuels
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：Flickr/Dyniss Rainer CC BY 2.0）

完整內容請見：
https://technews.tw/…/wa-researchers-use-nanocrystals-to-h…/

♡