革命性鎂鎳錫合金 實現安全低成本的氫能儲運新突破

由韓國材料科學研究院(KIMS)輕量化材料研究部門的金永珉博士與徐秉燦博士領軍的研究團隊，成功開發出全球首款固態氫儲存材料。這項創新技術能安全地儲存與運輸氫氣，完全不需要高壓鋼瓶或低溫系統輔助，相關研究成果已發表於《鎂與合金期刊》。

這款新型鎂鎳錫合金(Mg-20Ni-Sn)能將氫氣牢牢鎖在金屬結構中，不僅徹底消除爆炸風險，更大幅降低製造成本與能源耗損。傳統氫儲存方式主要仰賴高壓氣體壓縮(350-700大氣壓)或零下253°C的極低溫液化技術，但這些方法存在爆炸風險高、能耗驚人以及自然揮發損失等重大缺陷。

固態儲氫技術透過金屬與氫氣的化學鍵結，需要時再釋放氫氣，既能長期儲存又可安全運輸，被視為最具潛力的解決方案。然而既有固態儲氫材料在儲存密度、吸放氫速率與生產成本等方面仍有諸多限制，阻礙其商業化程序。

研究團隊突破性地開發出鎂鎳錫合金，巧妙結合高密度鎂相與具有快速吸放氫特性的鎂鎳相(Mg₂Ni)，形成特殊層狀結構。新增微量錫元素更可細化晶粒結構，使反應活性顯著提升，儲氫效能較傳統材料提高超過三倍。

這項技術革新徹底改變氫氣運輸模式，原本需要40呎高壓氣體拖車運載的氫氣量，現在僅需一輛5噸卡車即可完成運輸，物流成本大幅降低。特別的是當氫氣以金屬氫化物形式儲存時，材料展現優異抗氧化性，即使長期暴露空氣中也不會效能衰減，使氫氣能如同普通貨物般在常壓下安全運輸。

製造工藝也獲得革命性簡化，有別於傳統需要昂貴粉末冶金技術，研究團隊開發出透過標準鑄造生產塊狀合金，再加工成約50微米(約人類髮絲一半厚度)超薄金屬片的創新製程。這種薄片結構不僅促進氫氣快速擴散，更利於高效反應，且適合大規模量產，使製造成本降至傳統方法的十分之一。

研究團隊更與產業夥伴及其他研究機構合作，開發出感應加熱儲存容器與即時監控系統。感應加熱技術能快速升溫容器內儲存的金屬氫化物，實現高效吸放氫，與傳統氣態儲存相比，可大幅縮減所需體積，在緊湊空間實現高容量儲氫。

韓國科學技術院-材料研究院聯合學院的金永珉首席研究員強調：「這項技術首次證明無需特殊裝置就能安全經濟地運輸氫氣。」他進一步表示：「團隊計劃將此技術與再生能源及核能產生的氫氣結合，拓展至發電廠、電動車與儲能系統等多元應用領域。」

[end]