用水當燃料、低溫核反應，台師大「冷融合」技術突破！不僅無核污染風險，還有望治療癌症

核融合常被視為人類未來取之不盡的理想潔淨能源來源，但傳統核融合需要極高溫環境下才能釋放大量能源。而近期，臺師大產創學院綠能科技與永續治理研究所講座教授、江陵集團創能研究中心執行長黃秉鈞率領的研究團隊，

開發出低能核反應(Low-Energy Nuclear Reaction, LENR)或俗稱「冷融合(cold fusion)」技術，不僅能在遠低於主流科學認知的溫度下發生核反應，且不會釋放中子和伽馬輻射，大大降低核污染的風險。

用水當燃料 激發的核反應

2013年，黃秉鈞無意間看見兩家臺灣公司開發的機器可用水製造製造能量（excess heat）。他進一步研究時發現，它們都與水沸騰產生的空化（cavitation）及聲致發光現象（sonoluminescence）有關。在科技部支持下，2019年黃秉鈞便正式展開其核能科技的探索。

在基本學理仍不清楚時，研究團隊先採取實作與測試的方法，再歸納出設計與操作原理。在過程中，他們還自主設計、製造數十種反應器，甚至提出了全新的物理學理論。

研究團隊展示冷融合原型反應器。圖片來源：臺灣師範大學

團隊所研發的LENR技術屬於CIF（cavitation-induced fusion，水的沸騰空化融合現象），使用水作為介質（燃料），在低於200°C的溫度下運作，並利用流體動力學與空化技術激發核反應，具有可重現、可大功率連續運作、成本低廉等優點。性能係數COP（輸出能量與輸入能量比）可達1.2至4.3。

這項冷融合技術可利用蒸汽鍋爐的部分輸出熱蒸汽來運作，達成發電廠節能減碳的效果。以反應器COP為2.0估計，可製造兩倍能源來預熱鍋爐進水，降低鍋爐燃料消耗約20%，並將發電廠效率從目前的40%提升至50%。

如果COP能提升至5.0以上，則有望直接用水激發核反應產生的能量，並帶動汽渦輪機發電，從而實現用水發電的能源革命。

不只能發電 亦有望用於癌治療

2021年，黃秉鈞自臺大退休後轉任臺師大講座教授，協助推動跨領域產學合作計畫。其冷融合研究團隊則轉入江陵集團的陽傑公司創能研究中心，專注於工程應用系統的開發，並設定了兩大目標：一是提出充分的科學證據，讓主流科學界認同冷融合；二是開發出結構簡單、可放大至發電廠規模的反應器。

2023年，研究團隊取得重大突破。他們發現當冷融合發生時，反應器會產出不凝結氣體。經質譜儀檢驗，氣體中含有氖同位素(22Ne)、二氧化碳(CO2)、同位素O17重水(H217O)、同位素CO2 (12C-16O-17O)與同位素O2 (16O-17O)。

經無數次重複實驗後，確認水被激發了某種核反應並產生能量，也發現O17同位素是核反應的關鍵中間產物（intermediates），是能源科技重大發現。

臺師大團隊研發出冷融合技術，獲得國際創投認證。圖為研究團隊與實驗室。圖片來源：臺灣師範大學

這項研究成果於2023年8月在波蘭舉行的第25屆凝態核科學國際會議（The 25th International Conference of Condensed Matter Nuclear Science, ICCF-25）上首次報告，並正式論文則於2024年1月發表在《Nature - Scientific Reports》期刊上。

這是30年來冷融合論文首度刊登在主流科學期刊，目前下載量超過14,000次，全球論文排名位居前1.8%，並被收錄於美國國家衛生研究院(NIH)的國家醫學圖書館收錄，受到國外媒體關注。

此外，研究團隊還發現的同位素O17重水具有重要的醫療價值，可用於核磁共振造影（MRI, magnetic-resonance imaging）的造影劑以及正子攝影（PET, Positron Emission Tomography）的主要材料。

有研究顯示，O17重水可能具有抑制癌細胞增長的潛力，或可輔助癌症的標靶或放射治療。然而，由於O17重水生產困難且價格昂貴，目前難以進行大規模臨床研究。而黃秉鈞團隊的冷融合技術有望解決這一難題，為相關醫療應用開闢新途徑。

打造九份「零碳綠能園區」

江陵集團董事長林美東表示，自2023年起，集團與臺師大產創學院綠能科技與永續治理研究所簽訂長期產學合作協議，共同推動「零碳綠能創新技術示範與前瞻學術研究」。

雙方計劃在九份打造一個特色「零碳綠能園區」，展示包括小型微氣候技術(冷泉除濕、局部冷卻、噴霧冷卻)、多功能儲電技術、金字塔太陽能微電網技術、冷融合等技術。

冷融合原型反應器。圖片來源：臺灣師範大學

「產學合作是雙向。」臺師大校長吳正己強調，這項計劃不僅能促進創新研發從學校走入產業，同時將產業界的創新帶入學術探討，有助於加速科學與技術的整合，並培養學生理論與實務並重的科研能力。

除了應用開發，黃秉鈞教授也正籌組國內外研究團隊，深入探討LENR的基本核反應機制，以期解開冷融合之謎，為更高效率的冷融合應用技術鋪路。

目前團隊發表的5篇冷融合論文：

1. Huang, B. J., Pan, Y. H., Wu, P. H., Yeh, J. F., Tso, M. L., Liu, Y. H., Wu, L., Huang, C. K., Chen, H. L., Tseng, T, R., Kang, F. W., Tsai, T, F., Lan, K. C., Chen, Y, T., Liao, M. Y., Xu, L., Chen, S. L. & Greenyer, R. W. (2024). Water can trigger nuclear reaction to produce energy and isotope gases. Scientific Reports, 14(1), 214. https://doi.org/10.1038/s41598-023-50824-8

2. Bin-Juine Huang, Po-Hsien Wu, Jong-Fu Yeh, Ming-Li Tso, Ying-Hung Liu, I-Fee Chen, T.R. Tseng, Fang-Wei Kang, Tan-Feng Tsai, Kuan-Che Lan, Yi-Tung Chen, Mou-Yung Liao, Sih-Li Chen, Robert William Greenyer. Peculiar Phenomena Observed in Low-Energy Nuclear Reactors. 2024 American Nuclear Society Annual Meeting. June 9-12, 2024, Las Vegas, NV, USA.

3. Bin-Juine Huang, Ming-Li Tso, Ying-Hung Liu, Jong-Fu Yeh, I-Fee Chen, Yu-Hsiang Pan, Ching-Kang Huang, Mou-Yung Liao, Yi-Chun Chen, Po-Hsien Wu. Excess Energy from Heat-Exchange Systems. J. Condensed Matter Nucl. Sci. 36 (2022) 247–265.  

4.  Bin-Juine Huang*, Ming-Li Tso, Ying-Hung Liu, Jong-Fu Yeh, I-Fee Chen, Yu-Hsiang Pan, Ching-Kang Huang, Mou-Yung Liao, Yi-Chun Chen, Po-Hsien Wu.  Excess Energy from Heat-Exchange Systems. The 23th International Conference of Condensed Matter Nuclear Science (ICCF-23), Xiamen, China, June 9-11, 2021.

5. Bin-Juine Huang*, Ming-Li Tso, Ying-Hung Liu, Jong-Fu Yeh. Excess Energy from a Vapor Compression System. The 22th International Conference of Condensed Matter Nuclear Science (ICCF-22), Assisi, Italy, Sept 8-13, 2019.   ICCF22 - Bin-Juine Huang - XS Energy from Vapor Compression System - Italy 2019.