半導(dǎo)體氫氣需求爆增，氫氣回收或成新產(chǎn)業(yè)！

導(dǎo)讀：半導(dǎo)體制造商和半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商正努力減少集成電路生產(chǎn)的碳足跡。

半導(dǎo)體極紫外光（EUV）制程對(duì)高純度氫氣需求大幅提高，中國(guó)臺(tái)灣也在探索廢氫回收是否有可能成為產(chǎn)業(yè)。

對(duì)臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言，臺(tái)積電等業(yè)者已宣示加入RE100行動(dòng)，承諾2050年前達(dá)到100%使用再生能源。此外，臺(tái)積電大量引進(jìn)ASML的EUV機(jī)臺(tái)，高純度氫氣的需求亦隨之增加。例如ASML的NXE 3系列氫氣使用量為25Nm3/hr；NXE 5系列氫氣使用量40Nm3/hr。

在凈零趨勢(shì)下，國(guó)際能源署（IEA）公告，全球已經(jīng)有多達(dá)上千個(gè)氫能發(fā)展計(jì)劃。由于氫氣運(yùn)輸不便又有安全考量，未來(lái)在本地制造生產(chǎn)將是主要趨勢(shì)。不過(guò)以綠電產(chǎn)制綠氫的耗電量與成本支出甚為可觀。

在學(xué)界新的低成本產(chǎn)氫技術(shù)成熟之前，經(jīng)濟(jì)部技術(shù)處已委托工研院材料與化工研究所投入研究廢氫回收的可行性。如果可兼顧凈零環(huán)保和半導(dǎo)體廠需求，有可能在中國(guó)臺(tái)灣發(fā)展成新興產(chǎn)業(yè)。

綠氫的產(chǎn)制是在電解槽加入價(jià)格昂貴的鉑和銥當(dāng)催化劑，并施加極高的電壓將水電解成氫與氧。電解制氫平均耗電量高達(dá)5.7kWh/Nm3H2或64kWh/kgH2。中國(guó)臺(tái)灣EUV對(duì)純氫的需求若無(wú)法到位，勢(shì)必也會(huì)影響半導(dǎo)體廠商的產(chǎn)能擴(kuò)充。

工研院材料和化工研究所在經(jīng)濟(jì)部的經(jīng)費(fèi)支持下，正導(dǎo)入符合國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）規(guī)范設(shè)計(jì)之驗(yàn)證程序，開(kāi)發(fā)低質(zhì)子傳導(dǎo)阻抗單元結(jié)構(gòu)，提升純化單元性能，最終研發(fā)高純度之氫氣回收純化技術(shù)，以期高價(jià)氫可循環(huán)再利用。

根據(jù)相關(guān)計(jì)劃說(shuō)明，工研院開(kāi)發(fā)高通量電化學(xué)氫氣純化技術(shù)若成功，除突破現(xiàn)有高成本、高耗能制程技術(shù)，降低系統(tǒng)操作成本之外，也有助于建立臺(tái)灣自主廢氫回收產(chǎn)業(yè)聚落，并持續(xù)拓展應(yīng)用市場(chǎng)至其他工業(yè)廢氫回收，擴(kuò)大降低碳排等效益。

德國(guó)馬克斯普朗克研究院（Max Planck Institutes）與中國(guó)臺(tái)灣同步輻射研究中心、國(guó)立陽(yáng)明交通大學(xué)共同找到可大幅節(jié)省電解能耗，催化劑成本只要萬(wàn)分之一的氫氣產(chǎn)制方法。利用銅基氧化物催化劑取代鉑和銥，用低電壓就可電解產(chǎn)出氫。而這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)三價(jià)銅在電化學(xué)催化領(lǐng)域具有特殊的作用。