一、前言
2026年臺灣無人機產業鏈快速發展，隨著歐美市場對於「非紅供應鏈」提出嚴格的合規要求，臺灣無人機產業正快速從早期的消費型市場，轉向垂直供應整合與國防工業等高階應用。此戰略性的轉變帶來實質爆發性成長之效益。2026年第一季臺灣無人機外銷產值甚至超越2025年全年表現，高階應用需求也延伸出不同動力形式的細分市場，說明如下。
二、五大無人機動力系統分類
目前常見無人機動力系統可分為：純電池、內燃機、油電混合、燃料電池、太陽能五大類，應對不同的使用場景需求。
表1 五大無人機動力系統分類
資料來源：工研院產科國際所 ITIS研究團隊整理(2026/07)
三、兼顧長續航、高酬載與高隱蔽的氫動力無人機
近年無人機發展隨專業應用需求，已逐漸從「短時間空拍」升級為具備「長時間空中停留與酬載能力」的平台化系統。市場需求提升原因在於，多數任務真正需要的並非高速飛行，而是長時間懸停於目標區域上空，具體執行如：邊境監控、海岸巡防、港口監視、森林防火、離岸風場巡檢及電網、管線巡線等，需要無人機長時間維持穩定飛行，也避免頻繁返航更換電池所造成的任務空窗與人力負擔。
在軍事領域，長航程需求更加明顯。現代情報、監視、偵察任務強調持續監控與即時反應能力，若純電池無人機考慮作業地往返，將使得有效任務執行僅剩30-45分鐘，將無法支撐長時間空域監控、戰場目標追蹤、海上巡邏等需求。另外隨著軍用先進雷達、光達、衛星通訊、電子戰設備，與AI邊緣運算等高功耗酬載模組導入，進一步壓縮鋰電池無人機的續航能力。長航程與高酬載動力系統本質上要解決「任務持續性不足」與「單次任務覆蓋能力有限」的問題，使無人機能從個人空拍娛樂性質，轉為具備持續空中部署，且具商業與軍事效益的空中作業平台。
在上述挑戰無人機長航程與高酬載技術路線中，燃料電池動力系統近年受到高度關注，除了能同時兼顧電動動力的低噪音特性與長時間續航需求；還能避免燃油或油電混動無人機內燃引擎產生的廢氣熱源與高轉速噪音，降低被偵測風險。FC系統電化學反應不依賴燃燒爆炸驅動，因此具備低震動、低噪音、低紅外熱訊號之特性，在軍事偵察巡邏與高敏感環境監測任務中被大幅重視。
FC系統本質屬於電動推進架構，但其能源重量效率遠高於鋰電池。目前鋰電池系統能量密度多落在200~300 Wh/kg，而氫燃料電池系統可翻倍達540~800 Wh/kg，使其在相同重量條件下，能提供數倍於純電動無人機的飛行時間，也能攜帶更多任務酬載，尤其是長時間搭載EO/IR光電設備、合成孔徑雷達或衛星通訊設備的中大型UAV，是一種兼顧續航、隱蔽與高酬載能力的系統架構。
儘管FC系統應用具備高度潛力，但距離大規模商品化仍存在技術瓶頸。除已知氫能供給基礎設施尚未成熟的產業生態鏈限制外。技術上的挑戰也是切入相關市場商機的重要挑戰，下面針對近期國際主要研究議題展開解析。
四、氫動力無人機關鍵技術研究方向
針對氫能動力應用在無人機主題，近兩年(2024-2025)國際期刊研究中具有商業化空間的具體研究方向整理五大議題如下。
主題一：儲氫技術革新-固態儲氫材料應用
儘管壓縮氫氣技術相對成熟，即使在700 bar高壓技術下，容積效率長期仍有提升空間。此外多段式氣體壓縮設備和氣體物流設施都會大幅增加資本支出(CAPEX)，在營運支出(OPEX)上，氫氣存儲操作能耗高。高壓氣體壓縮過程會消耗約15%的能量；液氫儲氫技術雖具有更高的體積效率，但液化過程，需要消耗更高約40%的能量。且兩者都需要面對高壓氫氣系統對於製備、物流、加注安全、運行安全方面的法律監管成本。
固態儲氫技術具有低壓、高密度的特性，但是化學氫化物和金屬氫化物因氫氣釋放速率慢，且釋放儲存的氫氣需要加溫至300°C限制可應用性。故目前無人機固態儲氫技術研究是以「網狀化學儲氫(Reticular Hydrogen Storage)」或「奈米多孔材料物理儲氫(Physisorption in Nanoporous Materials)」為基礎，實現在常溫常壓下儲氫，大幅降低爆炸風險。對應美國能源部設定的5.5 wt.%的重量效率和40 g/L的體積效率的載具儲氫系統目標，體積效率是傳統700 bar氫氣罐的兩倍，重量效率則提高約30%，同時較高壓氫氣，或低溫液態氫系統降低約50~80%氫氣配送成本。
在滿足無人機使用需求下，基於網狀材料的固態儲氫系統容量，已有廠商可從100克到40公斤不等，根據不同任務需求進行客製化開發，目前該技術持續朝輕量化儲氫模組開發，對應開發出可換卡匣式設計、隨無人機機體的共形設計；也有利用廢熱回收穩定脫附速度的溫控開發。
主題二：燃料電池＋鋰電池混合動力系統的能源管理
由於燃料電池運行存在動態響應遲緩的缺陷，系統必須將鋰電池或超級電容的輔助電源與能源管理系統結合，智慧協調各元件功率在最佳效率區間運行，降低氫氣消耗、減緩元件退化，提升無人機的長航程能力、飛行安全性與系統壽命。
現代無人機面對嚴苛的體積重量限制與複雜動態環境，過去單一的能源管理策略已無法滿足需求。基於傳統規則式的方法，如：狀態機(State Machine)、模糊邏輯(Fuzzy Logic Control, FLC)具備高可靠度與運算優勢，但無法保證最佳解；基於系統優化的方法，如：模型預測控制(Model Predictive Control, MPC)、等效燃油消耗最小化策略(Equivalent Consumption Minimization Strategy, ECMS)雖能精準處理系統限制並平衡多重目標，但機載計算負荷大；基於AI學習的方法，如：深度強化學習(Deep Reinforcement Learning, DRL)具有強大的未知環境適應力，卻無法避免機器黑箱決策的安全保障問題。故當前技術發展朝向三方整合:規則保障安全、優化確保效率、學習賦予更高極端適應性的多層次混合架構，確保達成：
- 系統多目標的健康優化：取代過去僅考量單一氫耗最小化，將燃料電池老化率、電壓降級與電池熱應力等系統健康指標整合入產品開發與成本函數中。
- 基於任務目標的能源聯合規劃：打破次系統間資訊壁壘，使能源管理主動參與飛行路徑、高度與速度的決策，實現精準的能源預測。
- 高保真動態驗證標準化：透過硬體在環(Hardware-in-the-Loop，HIL)模擬平台工具進行驗證，建立統一的標準化測試基準。
- 實用化系統部署架構：開發模組化、聯邦式的硬體架構與監控邏輯，提供最大安全與效能優化。
主題三：系統穩定運作的熱管理與溫濕度控制技術
在PEMFC化學反應過程中，約有45%的能量會轉化為廢熱。若無法即時散熱將導致膜電極組(Membrane Electrode Assembly, MEA)因高溫脫水而損壞；反之若過度冷卻則會阻礙反應氣體輸送、影響效率。多旋翼無人機由於頻繁進行垂直起降與滯空懸停，缺乏定翼機的高速迎風面風壓，且在機身尺寸、重量、成本與功率上限制條件更為嚴苛。因此熱管理系統技術朝以下趨勢演進：
- 開放式陰極系統的空氣動力學整合與結構優化：中小功率的多旋翼無人機目前主流採用開放式陰極質子交換膜燃料電池(Open-Cathode Proton Exchange Membrane Fuel Cell , OC-PEMFC)架構，將反應所需氧氣與冷卻空氣合而為一，省去繁重的液冷泵浦、水箱與散熱器。需要考慮包含：水熱平衡、夏季高溫散熱、陰極空氣污染問題。
- 高功率動力發展微通道液冷與材料輕量化:當電堆功率達5-10千瓦以上，傳統氣冷系統的散熱面積與換熱效率已無法滿足熱管理系統(Thermal Management System, TMS)需求，TMS正全面朝液冷架構演進。技術發展項目包含：雙極板內部設計微米級冷卻液流道；採用碳奈米管或高導熱石墨烯複合材料製造超輕量散熱器。
- 導入人工智慧與模型預測控制的智慧動態調控：在UAV起飛爬升、瞬間加速、抗風、突風等情況下，會導致電堆發熱量劇烈變動。傳統控制因時間滯後性，易造成溫度失控損害元件，新系統應結合具有預測控制之飛行控制器，實現主動式熱防護以延長電堆壽命，且有機會縮小被動式散熱器約20-30%的體積與重量。
主題四：雙極板與儲氫系統的輕量化設計
雙極板重量佔整個燃料電池總重量80%以上，因此是實現系統輕量化首要關鍵。石墨材質雖具備低密度，但因材質強度低，較大厚度導致體積龐大且不利後續加工生產。韓國斗山和浦項鋼鐵子公司已開發出用於無人機燃料電池的50微米不銹鋼金屬雙極板，厚度僅為目前車載燃料電池雙極板一半。兩家公司現正持續合作開發20微米超薄雙極板。除挑戰金屬超薄軋延物理生產極限，技術還要滿足無塗層抗腐蝕技術、超微細流道沖壓成型等挑戰。
IV型氣瓶採用纖維纏繞塑料瓶身結構，重量遠低於全金屬打造的I型氣瓶，重量僅約6成，生產商掌握有效的IV型氣瓶量產工藝是產品商業化關鍵。但在追求輕量化同時，氣瓶也承擔無人機在高空中背負數百bar高壓氣瓶的碰撞或飛行失效風險，安全與效能必須同時兼顧。此外在氫氣調節器等金屬連通件上滿足輕量化也是一種技術提升。
主題五：甲醇重組制氫(MSR)整合FC模組的機載系統
甲醇重組燃料電池(MSR-HTPEMFC)研究大多聚焦於地面載具系統，缺乏無人機載具應用研究。該技術目前以吉利集團布局最快，旗下「遠程汽車」主打醇氫電動技術商用重卡、城際巴士、物流車，直接將甲醇重組制氫系統作為車載增程器。車輛平時由電池驅動，同時甲醇系統在車上即時產氫發電給予電池充電，重載卡車續航里程輕鬆突破一千公里，且符合低溫極寒地區商業化營運。
根據研究，甲醇蒸氣重組搭配高溫PEMFC的機載供氫系統，相較於傳統高壓氣態儲氫罐，在相同重量條件下可將儲氫質量密度提升67.6%；在無人機經濟巡航條件下，飛行時間可延長29.1%～44.9%(依甲醇燃料純度而異)。因此無人機上即時重組供氫可規避高壓氫氣的儲運問題，搭配鋰電池的混合架構能兼顧長飛行時間與起降時的高功率需求。但技術上仍需克服如額外增加微型重組反應器的輕量化、重組器需要先加熱至200°C以上才能開始產氫的冷啟動延遲。
五、氫動力無人機應用商機建議
2026年1月美國國防創新單位(DIU)首次將氫動力無人機列入Blue UAS清單。Heven AeroTech Z1獲得最高等級的Blue UAS Select認證，也是五角大廈預審名單上第一款氫燃料無人機。基本訂購協議的生效將為各陸軍單位建立訂購Z1系統及配套制氫基礎設施的簡化採購通道。ZI的動力FC模組由英國Intelligent Energy(IE)供應。IE也與無人機營運商美國AviSight，英國Cyberhawk積極合作，推動在美國與英國視距外範圍操作(Beyond Visual Line of Sight, BVLOS)許可認證，並幫助Shell執行美國油氣管線巡檢。
韓國Doosan Mobility Innovation(DMI) DS30W在2022年FIFA卡達世界盃足球賽負責大型活動維安與實況轉播任務，透過大於2小時的連續滯空能力，克服傳統鋰電池頻繁起降更換電池的盲區，成功完成廣域人流計數、群眾防踩踏監測、接駁交通動態調度以及夜間紅外線管制區巡邏。2026年FIFA美加墨世界盃足球賽即將開戰，已有以色列服務商KeepZone AI卡位爭取墨西哥區域賽事的維安，美國國土安全部近期也針對美國境內11座賽事城市，如休士頓、紐約、達拉斯等安全防護與反無人機系統的需求開出服務標案，見表2。
表2 近期氫動力無人機應用案例
資料來源：工研院產科國際所 ITIS研究團隊整理(2026/07)
除了英國、韓國廠商積極布局氫動力無人機應用，法國H3 Dynamics同上所述發展太陽能混動系統，德國H2FLY則專注於大型飛行載具與液氫系統，都有各自的強項技術。中國大陸市場則有協氫新能源、科比特航空、氫航科技等更多的上下游供應體系。預料未來市場會走向由空機銷售轉向「載具+加氫站+長約維護」的整合服務。
對臺灣而言，國內業者與研究單位應發揮ICT供應鏈與精密加工優勢，挑選上述適合公司核心能量的主題進行技術深化，並透過與歐美系統整合商結盟，爭取與Blue UAS Select、BVLOS認證資格的大廠進行合作，卡位全球國防與關鍵基礎設施巡檢的龐大政府標案商機。