SDG7
成功大學材料系首創抗氫不鏽鋼 協助氫能車技術邁進新里程碑
氫能是潔淨能源，但發展過程中安全性是重要的瓶頸，很難克服，成大材料系特聘教授洪飛義領軍的團隊，研發出可以抗氫穿隧攻擊的不氫脆不鏽鋼 416B，簡稱「不氫鋼」，同時也找到可銲接的材料 420L，目前已在申請專利中，未來如果能被產業運用，將是氫能發展重要里程碑。
洪飛義表示，以水電解為氫及氧做為能源，沒有石化原料造成的汙染與排碳，被視為未來世界最潔淨的能源，但目前發展仍有許多問題待克服，其中「氫脆」可能引發重大的安全問題，全球仍沒有完全解決的辦法。
他指出，氫原子是極細的原子，可以穿隧任何材料，當被材料包覆時，氫與材料會產生氫化而脆裂，稱為氫脆，一旦儲槽或管線因氫脆而有裂縫，氫氣就會外洩，造成爆炸意外，過去全球各地都曾有類似意外發生，讓人對氫能發展存有疑慮。
洪飛義有 20 多年研究各種金屬的經驗，他表示，各種不鏽鋼材中，過去認為309及316不鏽鋼具有優異耐腐蝕能力，被廣泛應用在酸鹼與熱環境，也被氫能產業運用，但不僅不能抵抗氫脆，因為強度及耐磨性都不佳，如果運用在氫能車上，一旦遭遇車禍，難以抵抗強力的撞擊，而且使用到一定的程度，產生氫脆後，氫氣可能外洩爆炸。
目前大多使用玻璃纖維做為儲存氫的材料，洪飛義表示，玻璃纖維呈倒刺勾狀，一旦被人體吸到肺裡就出不來，容易致癌，並不是一種好的材料，同時硬度也差不耐撞擊。
他在研究過程中，發現用於軍工產業的 416 不鏽鋼，比起 309 與 316，不僅同樣能耐酸鹼腐蝕、不生鏽，而且強度與硬度更佳，同時不像 309 與 316 不具磁性，具有良好磁性可以串連電動形成不氫電磁鋼，經過熱處理後，將原來的等軸晶變成強韌的針棒狀組織，也就是 416B，可抵抗氫的穿隧，「幾乎可完美應用在氫能發展上」，可以用來儲氫，或做各式的耐氫閥件、扣件。
而氫能設備的管線需要銲接，他表示，銲接點更容易被氫攻擊，團隊長期與台南銲條廠首銳公司合作，在研發不氫鋼過程中，也找到首銳生產的銲接材料 420，只要將其去氫，成為 420L，就可以避開氫攻擊。
團隊為了驗證不氫鋼的耐氫性能，還從無到有建立全國少數可以評估金屬氫脆的實驗室，讓氫攻擊不鏽鋼材料特定區域，稱為集氫處理，時間累計可達數月之久，之後再進行氫脆調查，實驗室設置全國唯一電動式高溫拉伸疲勞試驗機，可以針對金屬氫脆進行立即性調查，洪飛義表示，由於氫的危險性高，建立安全的實驗室相當不易，結合了校內化工的人才，反覆測試才成功。
經過測試，不氫鋼耐氫穿隧的效果是其他工業級不鏽鋼的 1 倍以上，且強度與硬度都高於傳統不鏽鋼，運用在氫能車上，不怕碰撞，不擔心氫脆；運用在氫氣燃料輸送管路，也能提高輸送效能與安全性。
洪飛義表示，實驗室在研究員吳博鼎博士、研究生呂哲緯與黃昱蓁持續兩年的努力下，建立集氫試驗與氫脆疲勞試驗，並協助各式銲道的解析與評估，建立成大 416B 不氫鋼應用數據，目前相關論文發表都已經完成，專利則在申請中，成大在氫能技術展現亮點，也奠定不氫鋼新的應用指標。
維護單位: 新聞中心
更新日期: 2025-02-13
成大材料系特聘教授洪飛義團隊建立全國少數可以評估金屬氫脆的實驗室，實驗室內全台唯一的電動式高溫拉伸疲勞試驗機正進行氫脆測試
成大材料系特聘教授洪飛義團隊研發出能耐氫穿隧的「不氫鋼」416B，同時還有耐氫的銲接材料 420L
成大材料系特聘教授洪飛義團隊建立全國少數可以評估金屬氫脆的實驗室，讓氫攻擊材料特定區域，稱為集氫處理
成大材料系特聘教授洪飛義（右二）團隊研發出能耐氫穿隧的「不氫鋼」，圖為團隊成員右一為博士後研究員吳博鼎、左二為研究生呂哲緯、左一為研究生黃昱蓁，中間是實驗室內全台唯一的電動式高溫拉伸疲勞試驗機
