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氫燃料電池被視為邁向2050淨零排放的關鍵，但核心材料「質子交換膜」長期面臨高成本、低效能等瓶頸。中山大學光電工程學系教授黃文堯與張美濙研究團隊近期突破技術障礙，開發出新型質子交換膜，導電率較業界標準提升逾一倍，且具備低成本、無毒等優點，可廣泛應用於氫能車、半導體餘氫回收及儲能系統。
「質子交換膜」是燃料電池中的核心元件，就像是一條「高速公路」，讓質子快速通過的同時，阻隔電子與其他氣體，其品質好壞決定了整個系統的發電效率與穩定度。目前業界主流材料為杜邦「Nafion 211」，但在高溫環境下導電率會下降，且製程複雜、成本高昂。
中山大學研發的兩款新型膜材「SYS7-H」與「SYS7-L」，其質子導電率分別較業界標準提升102%與88%，顯著加快質子移動速度，並提升電池的能量轉換效率與瞬間負載能力。此外，在熱穩定性、機械韌性、尺寸穩定性與水分吸收行為等關鍵指標上，皆優於傳統材料，更重要的是其生產成本較低，且製程中不會產生任何有毒物質。
黃文堯表示，幾乎所有化學電池模組中都需要隔離膜，只要具備良好的傳導特性與穩定度，就能廣泛應用於各類電池與能源系統，為氫能、儲能與電池技術帶來全面升級。以氫能交通為例，去年底高雄楠梓與台南樹谷已設立加氫站，顯示台灣正逐步朝氫能運輸邁進，材料技術的突破將成為關鍵推力。
黃文堯指出，這項技術不僅能驅動氫能交通發展，更可解決半導體產業的減碳難題。例如，EUV極紫外光製程需消耗大量氫氣，透過質子交換膜技術，可有效回收並純化廢氣中的餘氫，達成循環利用。此外，新型膜材亦可應用於釩液流電池等大型儲能系統。
黃文堯透露，這2款新型質子交換膜已引起業界高度關注，團隊已與欣緣科技公司展開產學合作，並布局部分專利，同時與威杰能源及創福新材料公司等氫能燃料電池產業鏈夥伴進行協作，目標於2027年推動大規模商業化量產。◇
