绿能科技引领净零时代 长庚大学媒合商机推动能源转型
- 林佩莹／台北
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极端气候发生频率渐高，绿能科技成为各国政府迈向净零排放时代的关键战略，长庚大学技术合作处于7月11日举办「新能源市场趋势与布局－企业永续与再生能源商机」活动中，邀请产学界多位专家齐聚一堂，深入探讨新能源技术创新与市场前景。
长庚大学技术合作处技合长陈敬勳指出，绿色转型对传统产业带来严苛挑战，为协助企业因应产业变局，长庚大学已设立永续发展课程、投入技术研发，并联合台湾五所顶尖大学组成科研平台，聚焦绿能及碳回收等国家关键策略。
国家科学及技术委员会产学及园区业务处处长许增如也在致词中表示，在全球极端气候下，永续发展已从企业社会责任转变为具发展价值的产业。台湾应把握AI与碳捕捉、碳封存等技术的发展机遇，创造环保与经济双赢局面。
台湾电力产业迈向碳中和 多元绿能与智能电网引领未来
近年来，碳中和成为全球能源转型的重要趋势，台湾电力产业也积极响应，华城电机处长杜振发在「碳中和的电力产业之趋势发展」演讲时提到，政府已于2022年公布十二项关键战略移动计划，2023年修正气候变迁因应法及再生能源发展条例，设定2050净零排放目标。
在绿能发电方面，各种大型专案陆续展开，小水力与地热发电厂也在建设中。政府目标到2025年太阳光电装置容量达20GW，2050年达40-80GW；离岸风力发电到2025年达5.6GW，2050年达40-55GW；地热能目标为3-6.2GW。
在电力系统方面，未来将导入高压直流传输技术，提升传输效率并降低损耗。同时，数码智能变电站透过AI和边缘运算技术，提升系统可靠性和故障预判能力。储能技术在苗栗和彰化等地逐步落实，华城电机则在配电盘及开关设备领域贡献专业。展望未来，台湾电力产业将持续发展多元绿能、智能电网和储能系统，并结合产官学研合作，推动能源技术创新，确保供电稳定，实现碳中和目标。
随着全球气候变迁日益严峻，减碳已成为各国迫切需要解决的问题。在此背景下，长庚大学技术合作处技合长陈敬勳率领的团队开发出的创新固碳新技术，将二氧化碳转化为碳纤维管。这项技术的特点在于突破传统的捕捉、储存方式，利用催化反应将工厂排放的二氧化碳与废氢直接转变为具磁性的纳米碳纤维管。相较于传统CCUS技术，此方法产生的固体碳可再利用或安全储存，具有更高的安全性和实用性。新技术在一大气压、500℃环境下即可完成，条件相对简单。它不仅能大量资源化回收二氧化碳，副产品如一氧化碳与甲烷也可回收利用，体现高效的资源循环利用。
在应用方面，这项技术展现出广阔的前景。磁性纳米碳纤维管可用于去除水中污染物、合成抗菌材料、药物吸附及催化反应等，可提供相关产业发展机会，为台湾的环境保护和产业发展做出重要贡献。
台湾积极推动能源转型，微电网光充储整合技术已成为备受瞩目的创新解决方案。明志科技大学电机系助理教授罗庆权研发的微电网光充储整合技术，结合太阳光电、充电桩和储能系统，不仅能提升能源自给自足率，还有助于减少碳排放。
此技术核心为整合能源管理系统，最佳分配与使用能源，其中，太阳能板负责收集太阳能并转化为电能，除了直接供应用电需求外，多余的电力还能透过储能系统储存起来。日照不足时，储能系统便能提供稳定的电力输出，确保供电稳定性。此外，充电桩的设置更支持电动车的充电需求，进一步整合能源使用。这套光充储整合技术不仅满足了现代能源需求，更为台湾的绿色能源转型奠定坚实基础。在市场方面，随着再生能源占比不断提高，以及电动车市场的蓬勃发展，此技术将具备深厚应用潜力。
CO₂氢化生产甲醇技术在能源转型及碳减排中备受瞩目。由台湾大学化学工程学系教授吴纪圣团队所研发的CO2氢化生产甲醇新时代触媒与程序，不仅能解决CO₂排放问题，还可推动氢能经济发展。甲醇作为氢能载体，具有易于储存运输、安全性高的优势，可作为原料和能源使用，并有助于稳定再生能源供电及执行国际再生绿能交易。
由于现行工业程序面临触媒毒害和低温转化率低等挑战，为此，台大与工研院合作开发新时代甲醇固体触媒，采用六方氮化硼（h-BN）作为载体，具有优异的疏水性、热导率和热稳定性。透过剥离和表面修饰技术，增大比表面积并提高触媒性能。研究团队成功开发出表面排水性触媒，采用两阶段CO₂氢化生产甲醇，此一创新技术可将发电和石化产业排放的烟道气／制程尾气高值利用，结合电解制绿氢转化为甲醇，不仅实现CO₂减排，还能促进绿色能源利用，为台湾的永续发展做出重要贡献。
储能系统成智能电网关键 台湾能源转型迈向永续未来
台湾近年积极推动能源转型，以应对传统能源造成的环境污染和气候变迁挑战。台塑新智能研发中心暨营业处协理洪平松在「储能市场趋势分享」中指出，政府已致力推动「展绿、增气、减煤、非核」的能源政策，目标在2025年达成燃煤30%、燃气50%、再生能源20%的电力结构。然而，再生能源的间歇性特性使得储能系统成为智能电网不可或缺的一环。
储能系统在多个领域发挥关键作用，包括化石燃料发电厂的全黑启动和紧急电源、绿能发电厂的能源转移和平滑化调节、电动车充电站的削峰填谷，以及工厂电力管理等。磷酸锂铁电池因其高性能和安全性成为主流选择，符合国际安全标准。储能技术持续进步，能量密度不断提升，户外机柜和家用储能系统也日趋完善。政府透过补助计划和需量反应措施，鼓励企业和民众采用储能设备。这些努力不仅促进台湾的能源转型，也为实现永续发展目标做出重要贡献，展现出台湾在绿色能源和智能电网领域的创新实力。
台湾积极推动水资源永续利用及减碳技术研发，透过电催化技术将废水中的硝酸盐转化为氨的研究备受关注。长庚大学化材系副教授苏镇芳团队研究的「废水资源化-电催化硝酸盐降解制氨技术」不仅可实现废水资源化，更能生产出具低成本、高能量密度和零碳足迹优势的未来能源载体-氨。相较于传统高能耗、高碳排的缺点，电催化方法提供可持续的循环解决方案。
研究团队开发不同纳米结构的铜催化剂，其中多孔铜催化剂在硝酸盐还原反应中表现优异，具有高转化率和选择性。经由电化学阻抗谱和塔菲尔图分析，证实多孔铜催化剂具有最低的电子传输阻力和过电位。研究发现，催化剂表面的晶面结构组合对反应性能有显着影响，多种晶面共存时性能最佳。这项研究不仅证明电催化方法在废水资源化和减碳方面的潜力，也为台湾在绿能科技和环境保护领域的创新发展开辟了新路径。
由台湾大学应用力学研究所教授陈建彰带领的团队，致力于非贵金属水电解触媒材料、储氢技术等研究。陈建彰表示，产氢技术分为灰氢、褐氢、蓝氢、绿氢和粉红氢，其中绿氢虽然无碳排放，但成本较高。水电解技术包括硷性水电解（AWE）、质子交换膜水电解（PEMWE）和阴离子交换膜水电解（AEMWE），其中AEMWE结合前两者优点，可使用低浓度硷液和非贵金属催化剂。
团队开发高性能非贵金属电催化层，使用Fe、Ni、Mn等丰存材料。气体扩散层和流道板材料选择也是研究重点。电镀和溶剂热法用于制备催化层，常压喷射电浆技术则用于改善效能。自制模块材料测试显示，石墨流道板在高温下性能较佳。未来将着重发展绿氢工业系统设计制造、关键零组件及材料供应链，并透过先进制程技术提高硷性水电解效率，为台湾氢能技术奠定基础。
台科大应科所教授苏威年、洪维松与助理教授蔡秉均组成的团队，近期在高效产氢技术领域取得重要突破，研发的技术可透过水电解技术降低成本并提高市场渗透率。该团队的研究重点包括开发新型催化剂材料和反应机制，特别是解决海水电解产氢的效率和成本问题。
氢能应用被扩展至与氨、乙二醇等产物结合，提高经济价值。其中，乙二醇氧化产生的甘醇酸在多个产业领域具有高度应用潜力。团队优化了电解槽设计，采用Pd／C阳极和Pt／C阴极催化剂，结合镍泡沫电极和特殊膜材料，大幅提升产氢效率。此外，研究人员成功开发多功能石墨烯膜，应用于溶剂脱水、自加热膜蒸馏和电控分离等领域，展现出优异性能。
能源储存方面，团队致力于锂电池正极材料的优化，通过精确控制合成条件，提高电池能量密度和寿命。此创新成果将可推动台湾在氢能和新能源材料发展，并为循环经济和永续发展提供全新解决方案。
产学合作推动绿能科技 台湾学界研究成果助力产业转型
为因应气候变迁和实现净零碳排放目标，明志科技大学材料工程系副教授黄裕清带领的研究团队，致力开发高效能四端钙钛矿／矽串联太阳能电池。钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和可调带隙等优势，成为研究重点。团队采用多种先进制程技术，如喷涂、喷墨打印和刀刮涂布等，成功制作大面积钙钛矿薄膜。研究显示，使用绿色溶剂进行刀刮涂布可有效提高电池效率和稳定性。在四端钙钛矿／矽串联太阳能电池方面，团队开发出高效的电子传输层和空穴传输层，并透过优化钙钛矿材料带隙，实现超过30%的效率。未来研究方向包括开发金属氧化物作为传输层，以及采用大面积制程技术来提高效率和应用范围。
台湾师范大学化学系副教授李君婷团队的研究聚焦于染料敏化太阳能电池（DSSCs）的创新应用，特别是在无铂对电极、有机敏化剂和无碘电解质方面取得重要突破。在DSSCs研究中，团队深入探讨染料敏化过程、电子传输路径和对电极催化剂设计，重点运用金属、有机金属框架（MOFs）和金属氧化物等材料。
研究发现，不同金属和配体组成的MOFs在光电催化中表现出色，能显着提升DSSCs性能。此外，团队还研发空气稳定钙钛矿材料，发现四己基铵碘化物（THAI）能有效提高转换效率。在双金属MOFs方面，铜和钴的组合展现出高导电性和孔隙率，大幅提升DSSCs性能，未来团队计划进一步优化MOFs在DSSCs中的应用，并持续探索无铂对电极和无碘电解质，以降低成本并提高稳定性和效率，推动台湾在太阳能技术领域的技术发展，并为高效、低成本的可再生能源应用提供解决方案。
除了专题演讲外，8组国内顶尖学术研究团队也在现场发表最新研究成果，包括长庚大学助理教授官韦帆的「氧化石墨烯-高分子复合膜于锂电池之应用」、台湾大学教授陈建彰的「阴离交换膜水电解镍钴金属有机骨架电催化剂」。活动现场安排的技术团队与业界厂商1对1媒合洽谈，则让台湾学术机构的成果有机会落地市场，为台湾绿能科技发展注入活水。在产官学界的携手合作下，新技术将逐渐问世，落实环境永续和产业发展的双赢愿景。
