【2025年04月23日訊】（記者吳瑞昌綜合報導）氫能是新能源主要發展方向之一，但如何避免氫氣在儲藏時攻擊儲能罐，就成急需解決的難題。這次，台灣一所大學成功研發可抵抗氫氣穿隧攻擊的不銹鋼材料，若該材料能進入正式運用，將成為氫能發展的重要里程碑。
市面上氫氣多數以水電解和其它化學製備而成，其污染程度要低於石化燃料，但仍有易爆炸、壓縮率低和儲藏性差等挑戰需要克服。目前氫氣的主要儲能罐材料有金屬、玻璃纖維和碳纖維，但這些材料各有優缺點。
金屬儲能罐，易受活性高、粒子小的氫氣侵蝕，並產生氫穿隧作用。該現象會置換金屬原子，導致整個金屬儲能罐在運作過程中出現脆裂現象「氫脆」。此現象不利於氫氣儲藏，且容易引發安全性問題。
玻璃纖維儲能罐，內含大量直徑25到500微米的玻璃微球。這些玻璃微球能有效鎖住氫氣並防止氫穿隧現象。不過，缺點是難以製造大量高強度的空心微球，且此儲能罐還具有硬度低、不耐衝擊的特性。另外，這些擁有倒勾的微小玻璃球若進入人體肺部，不僅無法正常排出，還有致癌的風險。
碳纖維儲能罐，是利用物理吸附理論來儲氫，可以將大量的氫氣吸附在碳奈米纖維表面上，但氫氣卻容易與碳反應和逃逸，導致儲存的氫氣大量損失。上述問題使氫氣儲藏面臨挑戰，也讓外界對氫能發展存有疑慮。
這次，台灣成功大學材料科學與工程學系特聘教授洪飛義帶領幾名研究生，成功研發一款能抵抗抗氫氣穿隧的「416B不鏽鋼」材料，同時還研發出用於銲接416B不鏽鋼的材料「420L不鏽鋼」。
目前該團隊正在申請專利，多家材料相關企業與新聞媒體已相繼報導，成功大學也曾於2月發表新聞。
研究中，他們發現軍工領域使用的416不銹鋼，具備與309、316不鏽鋼相同的抗酸鹼腐蝕、不生鏽特性，且強度和硬度更佳。因此，他們選擇對416不銹鋼進行改良，過程中在416不銹鋼裡面添加微量的鉭（Ta）、鉬（Mo）金屬，再對材料進行熱處理變成具韌針狀組織（交錯糾結晶體）結構的416B不鏽鋼。
該團隊對416B不鏽鋼進行耐氫穿隧測試。他們先將其做成類似「啞鈴」的形狀，置於水進行電解，讓氫氣侵蝕材料的中間區域，隨後讓材料至於拉伸疲勞測驗機上進行氫脆試驗，以此檢驗耐氫性質。測試原理為，若材料出現「氫脆」，就容易在短時間的拉伸過程中出現金屬疲勞與斷裂。
結果顯示，416B不鏽鋼抗氫氣穿隧能力，是其它業級不鏽鋼的2倍以上，強度和硬度都優於傳統不鏽鋼。另外，他們透過電子顯微鏡觀看416B不鏽鋼，發現416B不鏽鋼存在大量交錯糾結晶體，使其能夠抵抗氫氣長時間的攻擊和置換問題。
此外，由於氫氣儲存的閥門和管線處需要焊接，而經過焊接的地方特別容易遭受到氫氣的攻擊。為此，團隊把原本普通焊接材料「420不鏽鋼」進行完整的除氫工作，變成有效抵禦氫氣侵蝕的「420L不鏽鋼」。
這次的實驗成果，讓該團隊認為416B不鏽鋼、420L不鏽鋼材料，有望應用於氫能源汽車及氫氣燃料輸送管線，防止儲存槽、管線及車輛因「氫脆」問題，導致氫氣外洩或引發爆炸等安全問題。
洪飛義教授表示，「416B不鏽鋼的特性，使它未來能夠應用在儲存氫氣相關的設備，如耐氫閥門、扣件和管件，且也能用於氫能源汽車上。」
