為因應氣候變遷、減少溫室氣體排放,全球都十分重視減碳、環保的議題,以2050年淨零排放為共同目標,逐步發展並調整能源政策。在此全球新能源發展之浪潮下,我國已將氫能規劃為「十二項關鍵戰略」之一,並訂定2050年淨零碳排總電力氫能佔比目標為9-12%,可見未來仍有相當多的挑戰。
太陽能及風力發電是目前最廣泛運用的兩大綠電來源,然而在產電過程中存在尖峰及離峰用電時段電力分配及餘電保存的議題,此時氫能的介入將可扮演重要的角色。
關於氫能的儲存及使用上,目前常見的方法為高壓氫氣瓶、液態氫、儲氫合金3種。其中儲氫合金的原理,是利用氫可與許多金屬結合成金屬氫化物的特色,在特定的溫度及壓力下,可促使氫氣儲存進金屬的晶格內,故在極小的空間中可以儲存相當大量的氫氣。
因此,利用儲氫合金瓶儲存氫氣,具備以下好處:
一、儲氫合金系統所需環境多為常溫、低壓(10大氣壓以下)的狀態,儲存及使用的安全性高,亦減少一般大眾的安全疑慮。
二、可直接接收電解產氫所產出的氫氣,不需建置運轉風險較高的壓縮機或液化設備於產電場域,儲存方式較便利。
三、無論是壓縮機或液化設備皆需消耗大量能量來儲存氫氣,儲氫合金系統可省下相關的能耗,有助於提升整體能源效率。
四、鋼瓶及儲氫合金皆為金屬材料,透過適當的熔煉方法可有效回收再利用,達到循環經濟的效果。
中科院具有多種儲氫合金材料熔煉、生產的能量及相關專利,可配合不同使用環境需求製作對應的儲氫合金材料,未來結合業界能量可製成儲氫合金罐,並組成儲氫系統設置於各種場域。
近年中科院已完成在特殊環境使用的燃料電池系統開發設計,及周邊系統(水熱、儲氫、供氧)的建置工作。中科院藉由過往儲氫合金開發及使用經驗,設計以儲氫合金做為元件所構成的儲氫系統,提供氫氣給燃料電池於特殊環境下運轉,利用儲氫合金的特性,可使整體燃料電池系統成為一種便於補給且安全的電力來源。
中科院表示,歷經多次反覆測試驗證後,已掌握全系統運轉特性並確認其實用性,將可提供國內產業在氫能使用上另一項安全可靠的選擇。