【記者阮珮慈綜合報導】溫室氣體導致全球暖化情況日益嚴重，其中，二氧化碳佔比26％，各界不停呼籲有關工業減少廢氣排放，卻遲遲沒有顯著成效。有鑑於此，國立雲林科技大學學生曾博仁、國立中央大學學生曾博彥以及中國醫藥大學學生劉恩慈，在雲科大環境與安全衛生工程系教授郭昭吟的指導下，研發出「捕集空氣中二氧化碳發電的電池」，直接將空氣中的二氧化碳轉換為電能，獲得2019台灣潔能科技創意實作競賽大專儲能應用組金牌。 曾博仁、曾博彥、劉恩慈發明「捕集空氣中二氧化碳發電的電池」，獲得2019台灣潔能科技創意實作競賽獲得金牌獎。　圖／曾博仁提供 與傳統的二氧化碳燃料電池作比較，曾博仁解釋，以往的二氧化碳燃料電池，因為無法取得高濃度二氧化碳氣體，需要額外蒐集二氧化碳氣體使用，過程較繁瑣且蒐集之氣體濃度低，導致該類電池無法廣泛運用。他強調，「往往沒有人考慮到直接把空氣中的溫室氣體拿來產電。」本次研發跳脫過往思維，直接蒐集空氣中的二氧化碳轉換為電能，成本設備低，產能效率高且穩定。  圖為捕集空氣中二氧化碳發電的電池全貌，(1) 太陽能板、(2) 溫度計、(3) 玻璃真空集熱管、(4) 鋁/CO2燃料電池、(5) 吸氣幫浦開關、(6) 加熱脫附CO2輸送管。圖／曾博仁提供 「主要是希望能完成一個不僅能節能減碳，甚至能以二氧化碳發電的電池。」曾博仁表示，本次參賽作品從今年四月開始發想，耗時半年於本次競賽中首次亮相。「捕集空氣中二氧化碳發電的電池」先運用幫浦將空氣灌入設有活性炭的管柱中，讓活性炭吸附（註一）其中的二氧化碳，再利用太陽能真空集熱管加熱進行熱脫附（註二），此時脫附的二氧化碳氣體濃度高，可直接作為二氧化碳燃料電池的發電源。 註1：活性炭吸附，該發明運用活性炭進行物理吸附，吸附過程中物質不會改變二氧化碳原來的性質，因此吸附力小，被吸附的物質很容易再脫離，以此發明為例，只要升高溫度，就可以使被吸附的氣體逐出活性炭表面。註2：熱脫附，該發明運用太陽能加熱，使被吸附的氣體離開活性碳表面，脫離的過程叫做脫附。  「活性炭吸附二氧化碳、太陽能熱脫附以及二氧化碳燃料電池的原理早就出現，但鮮少被利用」曾博仁補充，這次發明的特色之一，就是在低成本的情況下，將三項科學原理結合，創造出可以直接捕集空氣中二氧化碳的綠能電池。長期鑽研各種能源知識的東尼能源小教室認為，此發明能夠同時做到減碳和發電，設備成本也在經濟合理範圍內，十分難能可貴。 東尼能源小教室更指出，「綠能，毫無疑問是通往未來的唯一道路。」如何同時達到乾淨、效率、經濟和穩定等特點，是綠能發展的首重課題。郭昭吟期望，「二氧化碳電池在未來的應用上，主要是希望能利用於像是煙囪、排氣管等二氧化碳濃度較高的排放處」他認為如此可以同時產電並消耗空氣中二氧化碳。  玻璃真空集熱管前端設有溫度計，只要在戶外曝曬20到30分鐘，溫度就能超過攝氏100度。一小時之後，電池就可以充飽電。　圖／曾博仁提供 該電池目前透過外接傳輸線，可提供充飽手機兩次的電量，電量耗費完後用幫浦將空氣灌入電池中，再予以太陽曝曬一小時即可充飽。團隊未來也將朝結合鋰電池、輕型電器電池和電動汽機車電池研究，期望可以將該電池廣泛運用在日常生活中。 

【記者孫佾妘綜合報導】微波工程也能應用在紡織業，使染布過程更環保。相對於傳統整染廠，ColorsTech團隊日前研發出「微波輻射上染系統」，它以低功率微波作為動能，使染色材料均勻受熱，縮短上染時間，同時藉由分子震盪將染劑有效進行布料染色，縮減染劑成本與碳排放量，以達節能減碳、降低成本之目的。團隊成員、就讀國立成功大學光電科學與工程學研究所的戴子鈞，舉用微波爐加熱食物為例，解釋利用微波上染的原理。他說：「就像把食物放入微波爐內，讓食物內的水分產生震盪，而震盪就會產生熱。」他們提供染料一個外力，使它產生極化震盪，加熱後也提高染料進入布料纖維的濃度，藉此降低染劑成本。傳統整染廠多以燃燒煤氣或重油的方式加熱，ColorsTech則利用低功率的微波訊號就可加溫，因此也可減少碳排量，降低燃燒帶來的空氣汙染。另外，汙水排放也是一大問題，戴子鈞說：「全球工業汙染17%至20%是來自於紡織業的染整，因為它要加入助染劑、均色劑及固色劑等大量助染化學藥劑，其中無法被淨化的成分易流於廢水排放。」微波輻射上染系統便是為解決這兩項汙染問題而產生。傳統染整需要以溶劑加入染劑，不同材質的紗線會需要不同化學染劑還有不同染色條件，染完還需要用水去洗煉，洗去殘餘染劑，不但耗水也易有化學污染問題。就讀輔仁大學織品服裝學系的傅昀分享，學校課堂作品以網版印花為主，染布則是在實驗課染小布樣。依據布的材質和預計呈現效果，決定染劑、助劑跟溶劑，布跟染液放在錐形瓶後依條件加熱。傅昀說：「如果要染大量的布，助教是會用瓦斯爐跟大鐵鍋進行。」ColorsTech將每次的測試成果送往財團法人紡織產業綜合研究所，透過公正第三方進行各項染色評估。藉此預估在符合業界染色標準下，在染整端所花費的時間遠低於傳統染色的1/5，估算產值可提升兩倍左右。 「微波輻射上染系統」機台本體，利用低功率的微波訊號取代傳統燃煤加熱。　圖／戴子鈞提供對於微波上染實際應用在產業面的困境，團隊成員、國立高雄科技大學電子工程研究所學生林家豪表示，現今業者還不能馬上接受這種新機台，對新技術的疑慮和新機台的建置費用，都是業者畏懼創新的門檻。現在該系統尚未進入實際量產階段，林家豪說：「我們希望將目前這台機台開發出來後，可以建立一個SOP去支持後續量產和推廣。」團隊的指導老師之一、崑山科技大學電腦與通訊系教授吳宏偉表示，他所負責的實驗室長期與成大交流，研究領域偏向半導體、微波工程等，他也十分鼓勵跨領域合作。因為長期與產業界接觸，發現傳統紡織業目前遇上的問題，後與金屬工業研究發展中心、國家實驗研究院等單位合作，進而研發出微波染色技術與它可能的商業模式。「微波輻射上染系統」獲得崑山科大所舉辦的2018智慧生活創新創業競賽冠軍，吳宏偉強調，參加比賽不是要求學生立即創業，而是學習向大眾發表自己的研究，「沒有舞台就要自己創造舞台。」 ColorsTech團隊所研發的「微波輻射上染系統」獲得崑山科大所舉辦的2018智慧生活創新創業競賽冠軍。　圖／戴子鈞提供