綠能科技引領淨零時代 長庚大學媒合商機推動能源轉型
- 林佩瑩／台北
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極端氣候發生頻率漸高，綠能科技成為各國政府邁向淨零排放時代的關鍵戰略，長庚大學技術合作處於7月11日舉辦「新能源市場趨勢與佈局－企業永續與再生能源商機」活動中，邀請產學界多位專家齊聚一堂，深入探討新能源技術創新與市場前景。
長庚大學技術合作處技合長陳敬勳指出，綠色轉型對傳統產業帶來嚴苛挑戰，為協助企業因應產業變局，長庚大學已設立永續發展課程、投入技術研發，並聯合台灣五所頂尖大學組成科研平台，聚焦綠能及碳回收等國家關鍵策略。
國家科學及技術委員會產學及園區業務處處長許增如也在致詞中表示，在全球極端氣候下，永續發展已從企業社會責任轉變為具發展價值的產業。台灣應把握AI與碳捕捉、碳封存等技術的發展機遇，創造環保與經濟雙贏局面。
台灣電力產業邁向碳中和 多元綠能與智慧電網引領未來
近年來，碳中和成為全球能源轉型的重要趨勢，台灣電力產業也積極響應，華城電機處長杜振發在「碳中和的電力產業之趨勢發展」演講時提到，政府已於2022年公布十二項關鍵戰略行動計畫，2023年修正氣候變遷因應法及再生能源發展條例，設定2050淨零排放目標。
在綠能發電方面，各種大型專案陸續展開，小水力與地熱發電廠也在建設中。政府目標到2025年太陽光電裝置容量達20GW，2050年達40-80GW；離岸風力發電到2025年達5.6GW，2050年達40-55GW；地熱能目標為3-6.2GW。
在電力系統方面，未來將導入高壓直流傳輸技術，提升傳輸效率並降低損耗。同時，數位智慧變電站透過AI和邊緣運算技術，提升系統可靠性和故障預判能力。儲能技術在苗栗和彰化等地逐步落實，華城電機則在配電盤及開關設備領域貢獻專業。展望未來，台灣電力產業將持續發展多元綠能、智慧電網和儲能系統，並結合產官學研合作，推動能源技術創新，確保供電穩定，實現碳中和目標。
隨著全球氣候變遷日益嚴峻，減碳已成為各國迫切需要解決的問題。在此背景下，長庚大學技術合作處技合長陳敬勳率領的團隊開發出的創新固碳新技術，將二氧化碳轉化為碳纖維管。這項技術的特點在於突破傳統的捕捉、儲存方式，利用催化反應將工廠排放的二氧化碳與廢氫直接轉變為具磁性的奈米碳纖維管。相較於傳統CCUS技術，此方法產生的固體碳可再利用或安全儲存，具有更高的安全性和實用性。新技術在一大氣壓、500℃環境下即可完成，條件相對簡單。它不僅能大量資源化回收二氧化碳，副產品如一氧化碳與甲烷也可回收利用，體現高效的資源循環利用。
在應用方面，這項技術展現出廣闊的前景。磁性奈米碳纖維管可用於去除水中污染物、合成抗菌材料、藥物吸附及催化反應等，可提供相關產業發展機會，為台灣的環境保護和產業發展做出重要貢獻。
台灣積極推動能源轉型，微電網光充儲整合技術已成為備受矚目的創新解決方案。明志科技大學電機系助理教授羅慶權研發的微電網光充儲整合技術，結合太陽光電、充電樁和儲能系統，不僅能提升能源自給自足率，還有助於減少碳排放。
此技術核心為整合能源管理系統，最佳分配與使用能源，其中，太陽能板負責收集太陽能並轉化為電能，除了直接供應用電需求外，多餘的電力還能透過儲能系統儲存起來。日照不足時，儲能系統便能提供穩定的電力輸出，確保供電穩定性。此外，充電樁的設置更支援電動車的充電需求，進一步整合能源使用。這套光充儲整合技術不僅滿足了現代能源需求，更為台灣的綠色能源轉型奠定堅實基礎。在市場方面，隨著再生能源佔比不斷提高，以及電動車市場的蓬勃發展，此技術將具備深厚應用潛力。
CO₂氫化生產甲醇技術在能源轉型及碳減排中備受矚目。由台灣大學化學工程學系教授吳紀聖團隊所研發的CO2氫化生產甲醇新世代觸媒與程序，不僅能解決CO₂排放問題，還可推動氫能經濟發展。甲醇作為氫能載體，具有易於儲存運輸、安全性高的優勢，可作為原料和能源使用，並有助於穩定再生能源供電及執行國際再生綠能交易。
由於現行工業程序面臨觸媒毒害和低溫轉化率低等挑戰，為此，台大與工研院合作開發新世代甲醇固體觸媒，採用六方氮化硼（h-BN）作為載體，具有優異的疏水性、熱導率和熱穩定性。透過剝離和表面修飾技術，增大比表面積並提高觸媒性能。研究團隊成功開發出表面排水性觸媒，採用兩階段CO₂氫化生產甲醇，此一創新技術可將發電和石化產業排放的煙道氣／製程尾氣高值利用，結合電解製綠氫轉化為甲醇，不僅實現CO₂減排，還能促進綠色能源利用，為台灣的永續發展做出重要貢獻。
儲能系統成智慧電網關鍵 台灣能源轉型邁向永續未來
台灣近年積極推動能源轉型，以應對傳統能源造成的環境污染和氣候變遷挑戰。台塑新智能研發中心暨營業處協理洪平松在「儲能市場趨勢分享」中指出，政府已致力推動「展綠、增氣、減煤、非核」的能源政策，目標在2025年達成燃煤30%、燃氣50%、再生能源20%的電力結構。然而，再生能源的間歇性特性使得儲能系統成為智慧電網不可或缺的一環。
儲能系統在多個領域發揮關鍵作用，包括化石燃料發電廠的全黑啟動和緊急電源、綠能發電廠的能源轉移和平滑化調節、電動車充電站的削峰填谷，以及工廠電力管理等。磷酸鋰鐵電池因其高性能和安全性成為主流選擇，符合國際安全標準。儲能技術持續進步，能量密度不斷提升，戶外機櫃和家用儲能系統也日趨完善。政府透過補助計畫和需量反應措施，鼓勵企業和民眾採用儲能設備。這些努力不僅促進台灣的能源轉型，也為實現永續發展目標做出重要貢獻，展現出台灣在綠色能源和智慧電網領域的創新實力。
台灣積極推動水資源永續利用及減碳技術研發，透過電催化技術將廢水中的硝酸鹽轉化為氨的研究備受關注。長庚大學化材系副教授蘇鎮芳團隊研究的「廢水資源化-電催化硝酸鹽降解製氨技術」不僅可實現廢水資源化，更能生產出具低成本、高能量密度和零碳足跡優勢的未來能源載體-氨。相較於傳統高能耗、高碳排的缺點，電催化方法提供可持續的循環解決方案。
研究團隊開發不同納米結構的銅催化劑，其中多孔銅催化劑在硝酸鹽還原反應中表現優異，具有高轉化率和選擇性。經由電化學阻抗譜和塔菲爾圖分析，證實多孔銅催化劑具有最低的電子傳輸阻力和過電位。研究發現，催化劑表面的晶面結構組合對反應性能有顯著影響，多種晶面共存時性能最佳。這項研究不僅證明電催化方法在廢水資源化和減碳方面的潛力，也為台灣在綠能科技和環境保護領域的創新發展開闢了新路徑。
由台灣大學應用力學研究所教授陳建彰帶領的團隊，致力於非貴金屬水電解觸媒材料、儲氫技術等研究。陳建彰表示，產氫技術分為灰氫、褐氫、藍氫、綠氫和粉紅氫，其中綠氫雖然無碳排放，但成本較高。水電解技術包括鹼性水電解（AWE）、質子交換膜水電解（PEMWE）和陰離子交換膜水電解（AEMWE），其中AEMWE結合前兩者優點，可使用低濃度鹼液和非貴金屬催化劑。
團隊開發高性能非貴金屬電催化層，使用Fe、Ni、Mn等豐存材料。氣體擴散層和流道板材料選擇也是研究重點。電鍍和溶劑熱法用於製備催化層，常壓噴射電漿技術則用於改善效能。自製模組材料測試顯示，石墨流道板在高溫下性能較佳。未來將著重發展綠氫工業系統設計製造、關鍵零組件及材料供應鏈，並透過先進製程技術提高鹼性水電解效率，為台灣氫能技術奠定基礎。
台科大應科所教授蘇威年、洪維松與助理教授蔡秉均組成的團隊，近期在高效產氫技術領域取得重要突破，研發的技術可透過水電解技術降低成本並提高市場滲透率。該團隊的研究重點包括開發新型催化劑材料和反應機制，特別是解決海水電解產氫的效率和成本問題。
氫能應用被擴展至與氨、乙二醇等產物結合，提高經濟價值。其中，乙二醇氧化產生的甘醇酸在多個產業領域具有高度應用潛力。團隊優化了電解槽設計，採用Pd／C陽極和Pt／C陰極催化劑，結合鎳泡沫電極和特殊膜材料，大幅提升產氫效率。此外，研究人員成功開發多功能石墨烯膜，應用於溶劑脫水、自加熱膜蒸餾和電控分離等領域，展現出優異性能。
能源儲存方面，團隊致力於鋰電池正極材料的優化，通過精確控制合成條件，提高電池能量密度和壽命。此創新成果將可推動台灣在氫能和新能源材料發展，並為循環經濟和永續發展提供全新解決方案。
產學合作推動綠能科技 台灣學界研究成果助力產業轉型
為因應氣候變遷和實現淨零碳排放目標，明志科技大學材料工程系副教授黃裕清帶領的研究團隊，致力開發高效能四端鈣鈦礦／矽串聯太陽能電池。鈣鈦礦太陽能電池因其高效率、低成本和可調帶隙等優勢，成為研究重點。團隊採用多種先進製程技術，如噴塗、噴墨打印和刀刮塗佈等，成功製作大面積鈣鈦礦薄膜。研究顯示，使用綠色溶劑進行刀刮塗佈可有效提高電池效率和穩定性。在四端鈣鈦礦／矽串聯太陽能電池方面，團隊開發出高效的電子傳輸層和空穴傳輸層，並透過優化鈣鈦礦材料帶隙，實現超過30%的效率。未來研究方向包括開發金屬氧化物作為傳輸層，以及採用大面積製程技術來提高效率和應用範圍。
台灣師範大學化學系副教授李君婷團隊的研究聚焦於染料敏化太陽能電池（DSSCs）的創新應用，特別是在無鉑對電極、有機敏化劑和無碘電解質方面取得重要突破。在DSSCs研究中，團隊深入探討染料敏化過程、電子傳輸路徑和對電極催化劑設計，重點運用金屬、有機金屬框架（MOFs）和金屬氧化物等材料。
研究發現，不同金屬和配體組成的MOFs在光電催化中表現出色，能顯著提升DSSCs性能。此外，團隊還研發空氣穩定鈣鈦礦材料，發現四己基銨碘化物（THAI）能有效提高轉換效率。在雙金屬MOFs方面，銅和鈷的組合展現出高導電性和孔隙率，大幅提升DSSCs性能，未來團隊計劃進一步優化MOFs在DSSCs中的應用，並持續探索無鉑對電極和無碘電解質，以降低成本並提高穩定性和效率，推動台灣在太陽能技術領域的技術發展，並為高效、低成本的可再生能源應用提供解決方案。
除了專題演講外，8組國內頂尖學術研究團隊也在現場發表最新研究成果，包括長庚大學助理教授官韋帆的「氧化石墨烯-高分子複合膜於鋰電池之應用」、台灣大學教授陳建彰的「陰離交換膜水電解鎳鈷金屬有機骨架電催化劑」。活動現場安排的技術團隊與業界廠商1對1媒合洽談，則讓台灣學術機構的成果有機會落地市場，為台灣綠能科技發展注入活水。在產官學界的攜手合作下，新技術將逐漸問世，落實環境永續和產業發展的雙贏願景。
