採訪 / 許至雅 (科學推展中心執行編輯)．撰稿 / 沙珮琦 (科學推展中心特約編輯)
審訂 / 洪崧富 副教授（國立陽明交通大學應用化學系）
氣候變遷所帶來的極端天氣與生態危機，是當代人類面臨的迫切挑戰，也使得綠色能源相關研究成為科學界的核心課題。陽明交大應用化學系洪崧富教授，從材料科學出發，一路跨足化學、綠色能源研究，嘗試透過綠氫製備、二氧化碳資源化利用，為氣候變遷提出一份參考答案。
究竟，他是如何從基礎研究開始，逐漸醞釀出有望在產業端實際應用的具體方案？又是在什麼樣的契機下開始探索綠色能源研究？這段旅程，還得從他在研究所的探索開始說起。
從了解到行動，以知識尋找永續解方
談及投入綠色能源研究的契機，洪崧富笑著分享，自己的大學背景其實是材料系，而當時系內的主流研究方向多是朝著半導體發展。不過，在他考上研究所、面臨研究方向抉擇時，恰巧遇上能源轉型議題越發受到重視的節點，於是轉而選擇以太陽能電池作為研究起點，正式踏入綠色能源領域。
而後洪崧富分別前往中央研究院及新加坡南洋理工大學擔任研究助理，從光電催化的基礎研究做起，逐漸建立起自己的研究思維框架。另一方面，由於本身對於化學始終深感興趣，也渴望能更深入地鑽研，他接著前往臺灣大學攻讀化學博士，接受完整的化學與材料訓練，並為思維框架砌起堅實的磚瓦與門牆。洪崧富指出，這段過程讓他了解到，一個研究不能被侷限於最終的性能數字，而應該從頭理解「機制」，包含材料的結構、電子狀態與反應行為間的確切關聯等等。
而在多倫多大學進行博士後研究的經驗，則又從不同的方向拓展了洪崧富的思考邊界。他直言，那段歷程讓他理解到，能源研究在材料本身之外，也需同時考慮催化劑、界面、反應器與質量傳遞等多項變因間的相互影響。
不只實作，更要理解，機制是一切的核心
回顧一路走來的求學與研究歷程，洪崧富認為，是各個研究環境共同塑造出他現在的研究方式，習慣不斷追問控制反應真正的核心因素，也不會止步於做出好的結果。而這樣的精神，在面對挫折時，似乎特別能展現價值。
想起剛回臺灣建立實驗室、研發非貴重金屬催化劑的初期，一切都是從零開始，設備、方法、人才培育……甚至連一套穩定的實驗流程都需要慢慢建立。同時，這個研究課題還有個棘手的核心挑戰，也就是催化劑不穩定的特性，常常導致學生連續幾個月都找不到明確答案。
探詢機制的邏輯在此時便能派上用場，引導學生慢慢將問題拆開：是材料溶解？表面重組？操作失誤？還是一開始的假設就有問題？洪崧富總是提醒學生，在正式研究中，即便是老師也不會知道真正的答案，要試著找到自然界所提供的線索，並摸索著前進。即便有時結果不如預期，卻可能會因此開啟新的研究方向。「對我來說，一起探索未知的研究，一步一步釐清後走向終點的『過程』才是最重要的，要讓學生慢慢學會怎麼面對沒有標準答案的問題。」
不只要好，還要知道為什麼好
洪崧富長期關注如何在綠氫製備的過程中，利用地球上較為豐富且低成本的元素，來取代鉑、銥、釕等稀有貴金屬。然而，這些元素很容易在反應過程中氧化、溶解，甚至結構重組，很難真正達到高效率且長時間穩定的需求。
為了解決這個難題，洪崧富與團隊在觀察反應前、後的材料之外，更進一步利用同步輻射 X 光吸收光譜，來觀測操作中的物理及化學性質轉變、追蹤金屬在催化過程的真實變化。如此追根究柢的研究精神，令他開發出許多能還原催化環境的新型反應裝置，亦看到了很多催化劑真正的活性狀態。
洪崧富與團隊在製作出更好的催化劑之外，還回答得出催化劑好的原因，以及反應時真正的活性結構等等深層科學問題，因此吸引到許多世界頂尖團隊的合作邀約。接下來，他也期待持續改良技術，好盡量還原出更為完整的關鍵反應特徵。
而在綠氫之外，洪崧富也十分著迷於二氧化碳電催化還原的研究。這個研究課題，不僅是要減碳，更要將二氧化碳重新變成一種碳資源；而其中最困難的部分，就是在於要如何將二氧化碳轉換成乙烯及乙醇這類具有兩個以上碳原子的高價值產物，換言之，需要讓兩個碳原子有效地形成新的「碳—碳鍵」。
想在一個催化表面完成所有內容，會變得十分困難，團隊於是設計「聯繼催化」系統，有點類似將一個大專案拆分給不同的小組負責人，讓不同的催化位置分工合作，先將二氧化碳轉換成關鍵的中間物，再往下進行碳碳耦合。同時，他們也嘗試透過分子修飾、奈米侷限和界面微環境控制等方法，更精準地控制中間體在催化表面附近的濃度和反應路徑。
嘗試讓綠色能源落地，期待讓大家「看見反應」
洪崧富認為，近期的綠色能源研究，已從初探可能性，開始逐漸聚焦到經濟效益與實際應用所面臨的難題。他很希望能夠開發出具有高經濟價值的催化系統，並能將其逐漸穩定、放大，投入實際應用。
回首這段研究軌跡，從能源研究的雛形，到基礎研究，直至探索實際應用可能，洪崧富認為，研究中的每一天都是經驗的累積，也正是這些累積，能成就獨特的自己。他表示，「不要太急著證明自己，也不要太害怕走得比別人慢，好好享受這個過程。」或許，正是這種的累積，令他在這條研究之路上走得越來越堅定，未來，也將持續投入，試著讓研究成果轉化為解決氣候變遷的實際解方。
