簡介

民國79年初，核能研究所整合核燃料技術組(含熱室)與核燃料工程組等核燃料與材料相關研發資源與人力，成立「核子燃料及材料組」，專責核能發電系統燃料及材料科技研發。民國90年代，陸續投入氫能與燃料電池等能源儲存及轉換技術領域之材料與系統研發。

核子燃料及材料組以能源相關材料研發為主軸，依能源系統性質區分為核能安全技術(核安)與新能源技術(新能源)兩大領域。

研發主題

1. 核安領域
   1. 核燃料技術
      1. 核燃料設計與行為分析
      2. 照射過核燃料及核電廠組件材料檢驗分析
      3. 核電廠池邊檢驗評估
      4. 核燃料鋯合金護套特性研究
   2. 核材料技術
      1. 核電廠組件材料劣化行為與防治技術
         1. 機械特性
         2. 應力腐蝕特性
         3. 腐蝕疲勞特性
         4. 材料特性照射劣化測試評估；壓力槽鋼材中子照射脆化檢驗評估
      2. 先進核能系統材料研發與測試分析
      3. 銲接維修
         1. 異質銲道覆銲維修
         2. 同質銲道覆銲維修
         3. 組件及管路更新銲接維修
      4. 長期運轉安全評估
   3. 非破壞檢測
      1. 工件瑕疵與材料性質非破壞檢驗技術
      2. 核設施鋼筋混凝土完整性評估非破壞檢驗技術
      3. 權責核能電廠營運期間與建造期間監察作業及服務
      4. 核電廠組件檢測能力驗證作業及服務
2. 新能源領域
   1. 淨碳技術
      1. 中高溫流動顆粒床過濾裝置設計技術
      2. 中高溫脫硫劑製備與分析技術
      3. 高溫氣體轉化材料製備與分析技術
      4. 系統程序設計與分析技術
      5. 氣化反應數值分析技術
   2. 高溫固態氧化物燃料電池
      1. 電池單元及電池堆效能評析與測試
      2. 玻璃陶瓷封裝材料開發及製程技術
      3. 金屬連接板鍍膜製程及高溫電性量測技術
      4. 燃料電池組件設計、分析、與測試
      5. 發電系統零組件開發、測試、與整合技術
   3. 直接甲醇燃料電池
      1. 堆疊效能提昇與小型化技術
      2. 無甲醇感測器燃料控制技術
      3. MEA耐久性測試與評估技術
      4. 水熱管理及水回收技術
      5. 系統電能管理最佳化技術
      6. 系統整合關鍵技術
   4. 高分子太陽電池
      1. 大面積高分子太陽電池噴塗技術
      2. 高分子太陽電池噴墨印刷技術
      3. 高分子太陽電池元件製程技術
      4. 有機導電高分子材料合成技術
      5. 無機量子點材料合成技術
   5. 儲氫材料研發
      1. 金屬有機骨架材料(MOF)開發
      2. 鉑/活性碳(Pt/AC) 儲氫材之製程開發
      3. 充氫及放氫之模式評析
      4. 儲氫匣應用於滑板車之運作與展示

核心設施

1. 核安領域
   1. 核燃料技術
      1. 高放射性實驗室(熱室)
      2. 核燃料分析軟體FALCON, ESCORE, FREY, FEMAXI-III
      3. 水底潛望鏡目視檢測系統、核燃料護套氧化膜量測系統及渦電檢測系統等
      4. 鋯合金護套機械特性(含破壞特性、環向潛變)及氫脆特性等實驗室
   2. 核材料技術
      1. 材料顯微組織及結構實驗室
      2. 材料機械性質測試實驗室
      3. 環境效應促進材料劣化實驗室
      4. 鹽霧實驗室
      5. 銲接實驗室
   3. 非破壞檢測技術
      1. 超音波檢測
      2. 射線照相
      3. 透地雷達/應力波/音射檢測
      4. 能力驗證作業及實驗室
2. 新能源領域
   1. 淨碳技術
      1. 氣體淨化：中高溫流動顆粒床過濾裝置、線上粒徑分佈量測系統、固定床反應器、ASTM 4058-96 粉體磨耗測試機
      2. 反應器：固定床反應器、化學環路性能測試系統、氣化爐驗證系統（概念設計完成，硬體籌建中）
   2. 高溫固態氧化物燃料電池
      1. 電池單元及電池堆效能測試平台
      2. 封裝材料製作及物化性檢測分析設備
      3. SOFC燃料電池設計製作及模擬分析軟硬體
      4. BOP零組件(重組器、熱交換器及燃燒器)設計、分析及測試平台
   3. 直接甲醇燃料電池
      1. 測試設施：膜電極組耐久性測試平台、燃料電池堆設施測試平台、3C及輕型行動載具系統整合之測試平台
      2. 系統設備：電能管理控制、交流阻抗分析儀、線上甲醇濃度監控、流量監測與控制、系統整合與監控管理平台
   4. 高分子太陽電池
      1. 高分子太陽電池製程設備：金屬蒸鍍機、超音波噴塗機、噴墨印刷
      2. 檢測分析設備：表面輪廓儀、橢偏儀、凝膠滲透層析儀、太陽光模擬器、量子轉換效率量測系統
   5. 儲氫材料技術
      1. 儲氫材料合成及充放氫檢測設備
      2. HPTGA、TPD、Sievert系統
      3. 儲氫匣、釋放氫量量測設施

展望與規劃

根據國家能源政策，進行不同能源系統材料研發，前瞻與應用研究並進，適時檢討，務求所有計畫研究成果均能落實應用於產業。強化現有核能安全相關材料研發及固態氧化物燃料電池研發與推廣為主軸，輔以先進能源儲存及轉換與節能材料等前瞻技術研究。火力發電為我國重要電力來源，先進火力發電廠材料研究與銲接維修技術開發應用為本組規劃參與之新工作領域。