比利时微电子研究中心（imec）与其合作夥伴比利时天主教鲁汶大学（KU Leuven），宣布一项重大研究结果：奈米网格结构可??用於能源相关应用的量产制程，例如电解槽、燃料电池与蓄电池。该研究团队开发了一种由互连奈米导线组成的3D结构，可作为电化学燃料电池的独立式电极。这些研究成果已发表於期刊《Materials Today Energy》，并证实了与传统的镍基平面电极相比，导入这些奈米结构能使能量密度增加100倍。

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量产绿氢（green hydrogen）与绿能碳氢化合物（green hydrocarbon）对产业去碳化来说越来越关键。目前业界有两种百万瓦级的制氢技术：典型的硷性水电解法（AWE）与质子交换膜电解法（PEW）。然而，这两项技术在量产绿氢方面都面临了挑战，仍待进一步提升竞争力。

比利时微电子研究中心（imec）与鲁汶大学（KU Leuven）开发了一套由互连奈米导线组成的3D结构。这些奈米网格结构结合了高孔隙率与超高比表面积的特性，提供大量的反应位点。因为具备特殊的材料特性，它们也适用於各种电化学应用，包含电解作用；还能透过电镀来制造，一种可量产的制程，所以与目前使用的金属泡沫相比，成本更低。

到目前为止，多孔洞的奈米网格需要无孔洞的辅助基板来提供所需的机械强度。但为了实现备受瞩目的应用，使其成为燃料电池的独立电极，就必须确保气体试剂与产物能在奈米网格自由流动。因此，这些奈米导线必须借助一种可从各处进入的孔洞结构。

imec的研究团队探索了单晶片整合的镍材奈米网格，并搭配一种开放式的网状支座，目前已经发表研究成果。这套经过改良的奈米网格结构能有效引入或移除反应位点上的气体试剂和产物。在实验中，他们证实了这种奈米网状结构具备与理论几??相符的表面积，与传统的镍材平面电极相比，这能实现百倍密度。实验结果也肯定了这种3.5μm的薄膜奈米网状电极在产量与转换效能方面的潜力。

imec业务发展经理Bart Onsia表示：「为了在空间受限的离岸风电厂实现绿氢量产，我们必须开发出高效率的紧凑型电解槽。我们的研究成果对新型电解槽元件的发展提供了不错的进展，我们也致力於持续投入在这方面的研究，以推动迈向永续未来的转型。」

imec研究员与比利时天主教鲁汶大学（KU Leuven）兼任教授Philippe Vereecken表示：「我很高兴我们能进一步改良我们的奈米网状材料，并展现其商用潜能。我们目前展示的试验选用了镍材来制氢，就这块领域，我们在Hyve联盟中与比利时法兰德斯技术研究院（VITO）合作，该联盟以高成本效益与具永续性的百万瓦级制氢为目标。」

叁与欧盟居里夫人人才培育计画的博士後研究员Nina Planckensteiner也投入了这项imec研究，她进一步说明：「这种奈米网状结构还具备多功能，提供更多的材料与应用选择。例如，我们可以在气体扩散电极（GDE）选用铜或是银来实现减碳。我们很乐意持续探索奈米网状结构的潜能，开发各种电化学应用。」