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核聚變（英語：Nuclear fusion，台灣稱為核融合），又稱聚變反應，是指將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個極輕的核（或粒子）的一種核反應形式。在此過程中，物質並沒有守恆，因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子（能量）。核聚變是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。

太陽是主序星，通過原子核的核聚變產生能量，把氫原子聚變成氦原子。在它的核心，太陽發生以每秒鐘6.2億噸氫的核聚變。
兩個較輕的核在聚變過程中產生質量耗損而釋放出巨大的能量，兩個輕核在發生聚變時雖然因它們都帶正電荷而彼此排斥，然而兩個能量足夠高的核迎面相遇，它們就能相當緊密地聚集在一起，以致核力能夠克服庫侖斥力而發生核反應，這個反應叫做核聚變。

舉例：兩個質量小的原子，比方說兩個氘原子，在一定條件下（如超高溫和高壓），會發生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-3，並伴隨着巨大的能量釋放。

原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程式E=mc2，原子核之淨質量變化（反應物與生成物之質量差）造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，稱為核分裂，如原子彈爆炸；如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核，稱為核聚變。一般來說，這種核反應會終止於鐵，因為其原子核最為穩定。

1920年，亞瑟·愛丁頓提出氫氦聚變可能是恆星能量的主要來源。在歐内斯特·盧瑟福的核嬗變實驗基礎上，馬克·奧利芬特於1932年完成了氫同位素的實驗室聚變。1930年代，漢斯·貝特提出了恆星核聚變主循環的理論。1940年代初，作為曼哈頓計劃的一部分，開始研究用於軍事目的的核聚變。1951年，在核試驗中完成了核聚變。1952年11月1日，在常春藤麥克氫彈試驗中首次進行了大規模核聚變。

最早的人工核聚變技術在氫彈上得到應用成果。1950年代，人類開始研究用於民用目的的受控熱核聚變。

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一文搞懂氫能！綠氫、藍氫、灰氫有何差異？

氫氣可望成為代替化石燃料的潔淨能源。圖中為加氫站，是目前具有國際建設標準的基礎供氫設施。取自亞氫動力公司官網

為了因應2050全球淨零趨勢，發展再生能源、低碳電力成為關鍵。其中，氫能也是大家關注的能源發展之一。究竟什麼是氫能？綠氫、藍氫和灰氫有何不同？

今年9月底，以色列新創Eviation成功試飛旗下打造的全電動飛機Alice。相隔數月，勞斯萊斯集團和易捷航空利用蘇格蘭奧克尼群島的潮汐和風力發電所產生的「綠氫」作為驅動能源，成功運行飛機發動機。

這也是全球首次成功測試以氫氣驅動現代飛機發動機。

氫能是什麼？

由於氫的分子結構中不含碳，因此在未來低碳、零碳的趨勢下成為關鍵。早在1970年代美國德州農工大學教授博克里斯（John Bockris）就曾提出「氫經濟」（Hydrogen Economy）的概念。

因應2050淨零趨勢下，氫能近來也成為備受矚目的綠色能源。未來可望透過氫能等潔淨能源代替石化燃料。氫能主要可透過電解水、蒸氣法等方式產生，再當作發電燃料使用。

氫氣不僅可以發電，運用合成氣體、燃料或是產製工業原料，也能成為運輸工具的動力來源，如同勞斯萊斯集團和易捷航空以綠氫作為飛機發動機的驅動能源。

在12月初，國科會表示，預計在112年度將投入119億元於五大淨零科技領域。其中，包含推動氫能發電、自然碳匯、碳捕捉利用及封存等。

國科會主委吳政忠強調，「氫能是邁向2050零碳排的重要技術。」他表示，目前歐洲也將氫能視為重要的工具。

此外，中央研究院於11月底發布「台灣淨零科技研發政策建議書」，從科技研發的角度提供台灣邁向2050淨零排放的研發路徑建議。其中一項政策就提到，以「去碳燃氫」創造「準綠電」。

透過去碳燃氫技術將甲烷裂解為氫及固態碳，所產生的氫氣可直接用於發電，成為低碳（甚至零碳）基載電力，所產生的固態碳能作為工業原料、建材或備用能源，進一步降低天然氣發電之排碳量。

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全球急需持續發展的儲能技術

儲能或儲能技術指的是把能量儲存起來，在需要時使用的技術。儲能技術將較難儲存的能源形式，轉換成技術上較容易且成本低的形式儲存起來。例如：太陽能熱水器將光能（輻射）存在熱水（熱能）裡，電池將電能存在電化學能裡。

在威爾斯Ffestiniog抽水蓄能電站的Llyn Stwlan大壩。 較低的發電站有四台水輪機，可以在幾個小時內產生總共360 MW的電力，這是人工儲能和轉換的一個例子。
一般當可再生能源的發電佔比低時（例如20%以下），原有電網中作為尖離峰用電調節的負載追隨電廠（英語：Load following power plant）（例如：燃氣發電和水力發電），可應付間歇性再生能源在供電量的變化。然而，當佔比高到一定程度，就需要有額外的可以調節系統來維持供電平衡[1]。儲能為其中一個重要的技術，另外還有需求側管理（英語：Energy demand management）以及電網互連（英語：Interconnector））。

儲存能量有許多用途，例如：應急能源（英語：Emergency power system），也可以用於在電網負荷低的時候儲能，在電網高負荷的時候輸出能量，用於削峰填谷，減輕電網波動。儲存能量有多種形式，包括機械能、熱能、電化學能、化學的及電子。能量儲存涉及將難以儲存的形式的能量轉換成更便利或經濟可存儲的形式。 大量儲能目前主要由發電水壩組成，無論是傳統的還是水泵抽水的。

每種技術適合儲存的時間長短不一，例如:熱水能存數小時，而氫氣儲能可存數天至數個月以上。目前大型儲能（英語：bulk energy storage）系統主要為水力發電和抽蓄發電。電網儲能指的是用在電網的大型儲能裝置。

儲能技術在日常生活中隨處可見。蓄電池儲存的電化學能，可以轉換成電能供應電子產品使用。水庫儲存了水的重力位能，透過水力發電轉換成電能。儲冷系統利用離峰的電能製造冰塊，儲存起來的熱能可在尖峰時使用降低製冷的用電。生物藉由吸收太陽能生長，死亡後長期埋在地底下，轉變後成為化石燃料。食物儲存了化學能，經過消化吸受後可供應人體熱量。