黃蒨芸、曾宦雄/工研院南分院
氫能源的儲存是影響未來氫作為能源載體應用的關鍵課題。儲氫的方式有許多，本文簡潔的介紹儲氫的技術需求、各種儲氫材料與系統發展現況，以及其應用案例。
前 言
氫氣儲存是氫氣在生產、運送和氫能應用循環中的關鍵元素。氫的安全及高效率儲存問題一直是影響氫能開發和利用的重要需求。目前針對不同的終端應用，氫氣儲存技術還需要克服許多問題，其中單位體積和重量的儲氫量為最重要的挑戰，儲氫的成本也是氫能終端使用可否接受的關鍵點。所以各國均投入很多的研發資源在儲氫技術方面的精進。
氫能的應用大致上區分為車載系統及非車載系統兩種用途。在燃料電池車市場尚未商業普及化前，結合燃料電池動力的早期市場應用可區分為三類：①定置發電，如電信基地台備用電力設備、緊急救援裝置；②可攜式電源，如個人行動可充電源、移動照明；③物流裝卸設備，如堆高機、機場行李裝載運送車。這些是被認為較具市場規模的應用方向，延伸應用到將氫作為再生能源儲能介質的經濟可行性，例如太陽能、風能或是離峰電力所產生多餘電能以電解水產生氫氣儲存，儲氫的能量密度比電池大，可長時間儲存，利用上更多元。經過多年儲氫研究的計畫投入，對儲氫的需求，以及技術與需求間的已有差異更具體的掌握。本文主要敘述可逆儲放氫的技術發展現況，並整理近日已
布局商轉及示範運轉的案例項目作一介紹。
儲氫技術需求
由各國的氫能源基礎建設市場來看，2050年一直是由歐洲引領市場；歐洲的目標是2050年之前使CO2排放量比2000年削減80%，為此，各城市啟動了以氫形式存儲的“儲氫＂項目以吸收再生能源的輸出功率變化。除定置發電應用，美國能源部(Department of Energy; DOE)制定儲氫技術於燃料電池應用發展的目標規範，技術指標項目不下20項，其中單位體積、重量的儲氫量和儲氫的成本為重點。表一彙整了由車載的續航里程需求與石化燃油系統比較所訂出的車載儲氫技術目標，以及近年來經由產業調查及示範運轉的經驗，在2013的年度報告中訂定非
車載的技術需求。
由於氫氣的密度低，其儲存的方式可分為物理性的將氫氣儲存於容器內及藉由材料與氫氣的鍵結將氫封存在材料中。高壓或液化的儲氫方式
有氣體壓縮耗能、安全，以及液氫無法長期保存的問題。將氫氣儲存於材料中被視為安全且極具高密度儲存的潛力。儲氫材料一般可分為金屬氫化物(Metal Hydride)、化學儲氫及吸附型儲氫材料(Sorbents)。然而目前並無任何材料能到達DOE所規劃之目標值。
由表二針對各種儲氫技術驗證所得的結果顯示，目前只有低溫壓縮的方式才能達到DOE所設定的目標。所以美國DOE就儲氫技術設下了針
對近期及長期雙管齊下的策略：近期以高壓氫氣的系統研究聚焦於降低成本、精進設計及製作改善；長期策略則為儲氫材料及低溫壓縮技術，研究聚焦於先進材料開發、精進設計和性能分析。兩者主要涵蓋的方向內容則為降低壓力容器（碳纖維）的成本、改善複合材料的特性及降低BOP成本，低溫壓縮系統的絕熱及系統工程設計，儲氫材料的開發、特性研究和搭配材---以上為部分節錄資料，完整內容請點選下方「檔案下載」。
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