元智大學突破綠氫技術 次世代PEM電解水系統榮獲雙獎肯定

記者陳華興／桃園報導

在全球致力於減碳與淨零排放的浪潮下，元智大學機械系鐘國濱教授團隊以創新思維突破傳統綠氫生產瓶頸，成功開發「次世代PEM（Proton Exchange Membrane）電解水技術」，以低電壓、低成本製造高濃度臭氧與電子級綠氫，有效減少碳排。此成果榮獲第二十一屆國家新創獎與2025未來科技獎亮點技術雙重肯定，展現元智在前瞻能源科技與低碳應用領域的研發實力。

鐘國濱指出，全球積極發展可再生能源，但電力受環境影響不穩，電解水製氫因此成為儲能與減碳的重要途徑。PEM電解水具高效率、低溫操作與可模組化特性，是國際綠氫產業關鍵技術。市場預測顯示，全球PEM電解水市場將由2024年的420億元成長至2035年的1,350億元，展現強勁潛力。

元智團隊研發的「次世代PEM電解水系統」以低電壓（4V）與非貴金屬電極為核心，可將純水直接分解為高濃度臭氧（15～20%）與氧氣（80～85%）混合氣，同時副產電子級綠氫。與傳統以高壓氧氣與高電壓產生臭氧的方式相比，能大幅降低能耗與碳排，並消除高壓鋼瓶運送與儲存的安全風險。

該技術已應用於半導體廢液降解，有效取代高壓氧氣鋼瓶產生臭氧的方式，不僅減少碳足跡，也釋放廠房空間。副產的電子級氫氣可用於半導體製程中的退火、離子注入及光刻等關鍵環節，協助產業實現低碳與高效率並行的製程轉型。

鐘國濱強調，該系統以純水為唯一原料，兼具低能耗、低碳排、低空間需求與低成本特性，為半導體產業提供可行的低碳解決方案。團隊亦計畫將技術推廣至更多產業應用。隨著2050年全球氫氣需求預估將較2020年增加6至8倍，電解水產生的臭氧、氧氣與綠氫可再利用於半導體製程，並拓展至其他低碳領域。

在食品保鮮方面，團隊提出以次世代PEM技術現場製造臭氧與氫氣，取代傳統調整氣氛包裝（MAP）所需的二氧化碳與氮氣，不僅抑菌抗氧化效果佳，也減少高壓氣體運輸造成的碳排，相關技術已獲多國專利。

在綠色醫療領域，團隊研發以電解水製造醫療級臭氧、高壓氧氣與高純度氫氣，應用於糖尿病與心血管疾病治療，曾榮獲2020年台灣創新博覽會鉑金獎，展現低碳醫療潛力。

面對氣候變遷挑戰，元智大學團隊以次世代PEM電解水技術為基礎，提出「含低碳臭氧的負碳氫經濟（Hydrogen Economy 2.0）」概念，期望從半導體製造出發，延伸至食品、醫療與農業領域，實現減碳與永續共生的未來。元智大學表示，該技術突破展現學界在能源轉型的創新力，為台灣在全球綠氫與淨零競賽中奠定重要技術與策略地位。

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