中央大學研發模組化氨發電 可應用於半導體與醫院 奪淨零競賽冠軍

氫氣雖可作為低碳發電燃料，但大量運輸至台灣並不容易。國立中央大學科研團隊另闢蹊徑，從較易運輸的氨著手，研發較低溫的裂解技術和設備，將氨轉化成氫氣，再供燃料電池發電。團隊初步計算，這套系統較液化天然氣（LNG）發電可減少74.6%碳排放。由於系統採用模組化設計，日後可分散安裝於醫院、半導體工廠及資料中心作備載電力，研究近日奪得「2026淨零排放科技國際競賽」跨領域總冠軍。

用氨裂解成氫氣發電

「要解決台灣電力不足的問題，其實多元的燃料是必要的。」中央大學永續與綠能科技研究學院教授洪緯璿關注能源問題，台灣在天然氣以外，怎樣找到低碳、可靠的發電能源，攸關能源韌性和邁向淨零排放的目標。

他指出，目前部分國家採用氫氣發電，但氫氣在儲存和運輸上有較高要求，需要高壓或極低溫處理，台灣要輸入大量氫氣發電有困難。相比之下，較容易運輸及液化的氨，是更好的替代方案。

洪緯璿和另外四位學者、八位學生組成的團隊，3年前開始研究利用氨發電，關鍵是將氨裂解成氫氣和氮氣。團隊開發了氨裂解中的關鍵反應觸媒材料，並設計一套氨裂解設備（Compact Ammonia Cracker），可將氨的裂解溫度降至700°C以下，有助降低裂解能耗。

當氨裂解出氫氣，再將氫氣送入質子傳導型固態氧化物燃料電池（P-SOFC），就可利用氫氣與氧氣的電化學反應直接發電。這套技術另一特點是，陽極側的電化學反應不涉及氧離子，因此可避免氮氣與氧離子反應生成氮氧化物（NOx）。

團隊成員之一、中央大學材料科學與工程研究所教授李勝偉表示，團隊利用AI技術進行計算和模擬，加快系統更新與改進；電機工程學系副教授龔存雄則提供數位孿生技術（Digital Twin），意思是在電腦中建立一個與實際系統相對應的「數位分身」，利用實際數據模擬系統運作，並提前測試不同操作條件，協助找出較佳的設計或操作方案。

減碳效益勝LNG

洪緯璿指出，用氨裂解產生氫氣發電，是一種低碳燃料，團隊初步計算其碳排放較LNG複循環發電少74.6%，符合半導體等企業對低碳電力的需求。

不過，現階段系統發電成本仍然較高，一度電需13至16元台幣，較天然氣每度電4至5元為高。洪緯璿解釋，綠氨製程的大部分成本來自電解製氫，因此在澳洲、中東、智利等風光資源良好的地區，隨著再生能源電價下降，綠氫與綠氨成本也會同步降低。

另一方面，電解槽量產、標準化設計及氨合成廠規模放大，也會降低設備與營運成本。團隊根據國際能源總署（IEA）對2030年綠氨成本的估算，評估若未來綠氨到岸價格降至每噸約1.4萬至1.7萬元台幣，發電成本可降至每度電約7.4至9元，加上歐盟碳邊境調整機制（CBAM）等碳管制措施，未來發展潛力看好。

李勝偉指出，這套發電系統採模組化設計，可應用於關鍵設施作後備電力，「譬如說醫院、半導體工廠或是資料中心，那種不能斷電的地方，就弄一個小型的模組化安裝下去，氨可以儲存，在旁邊放一個儲槽。」

連續兩年奪冠

中央大學的團隊憑藉氨發電的研究成果，在台灣大學與財團法人東元科技文教基金會共同主辦的「2026淨零排放科技國際競賽」，從全球267支參賽隊伍中脫穎而出，奪得跨領域總冠軍及100萬台幣獎金。

這是洪緯璿帶領的團隊連續第二年參加該比賽並奪冠，團隊計劃把獎金繼續投入到研發，亦會申請國科會資助，未來朝向商品化和技術轉移，目前已初步與台灣一家氨能發電企業討論合作。

台大校長：淨零排放是這時代最艱難的夢

總統賴清德8月19日出席頒獎禮時強調，台灣雖然有半導體產業整合的優勢，但也使用了更多的電力，未來需要結合新的思維與科技解方，開發出在國際上具有競爭力的淨零科技。

台大校長陳文章表示，淨零排放與永續發展，是這個時代最艱難的夢，勉勵學者即使遇到挫折，仍要不停止前進，「你們敢於挑戰這樣困難、攸關人類未來的淨零課題，這份挑戰困難的勇氣，本身就是最了不起的成就。」

東元科技文教基金會的董事長李世光表示，在科技競賽以外，主辦方亦會舉辦工作坊，讓大學的科研團隊與企業配對，希望促成研究落地應用。