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踩踏發電降溫飲品 單車水壺組抗炎夏高溫
新知
第1717期
踩踏發電降溫飲品 單車水壺組抗炎夏高溫
2019-12-12
【記者劉書妤綜合報導】運動完應補充大量水分,然而台灣夏季高溫,單車長途行進的過程中,易因飲品高溫而降低民眾喝水的意願。對此,亞東技術學院電子工程系助理教授林照峰帶領學生研發「單車發電式製冷水壺組」,針對單車族設計,透過踩踏發電,促使「致冷晶片」運行進而讓飲品降溫,獲「2019第15屆韓國國際首爾發明展」大會首獎。 亞東技術學院團隊作品「單車發電式製冷水壺組」獲「2019第15屆韓國國際首爾發明展」大會首獎。 圖/孔祥鈞提供該裝置藉由踩踏自行車踏板發電,將電力儲存在坐墊下方的電瓶中,透過電瓶供電給致冷晶片,該晶片連結金屬銅管,銅管再連接水壺,便可直接冷卻壺內飲品。目前裝置已能將致冷晶片連結至水壺達到冷卻效果,但受限於時間,踩踏發電的部分尚未完成,團隊最初規劃以鏈條帶動發電,然而該方式需較大動力,因此預計改為將發電馬達裝設於輪胎,當其轉動時,發電機跟著轉動以供電給電瓶。 作品安裝於腳踏車的示意圖。電瓶設置於坐墊下方,而水壺則裝設於自行車架上。 圖/孔祥鈞提供團隊成員、資訊與通訊工程系碩士班孔祥鈞說明,在亞洲並沒有相似的產品,歐美則有,但他進一步說:「國外的類似裝置多以手機充電的概念,使用一段時間就須充電,該發明則可在騎乘時發電。」此外,國外產品多使用金屬製水壺,以間接冷卻的方式降溫,該裝置則直接以致冷晶片降低飲品溫度,效率較高。「在研發作品的過程中,最主要的困難是解決水壺漏水的問題。」團隊成員、電子工程系鄭子晉說,為了讓銅管可直接連接到瓶內的飲品,須在瓶底打洞,但此舉會造成漏水。起初團隊嘗試使用防水膠帶等各式黏著物品,但成效不佳,最後改以常用於密封用機械設計的O型環和矽氧樹脂(俗稱矽利康)方才解決該困境。孔祥鈞提到,團隊期望能在裝置功能更加完善後,將技術移轉專業廠商,由廠商實際生產,他說:「未來希望讓使用者能自主調控飲品溫度。」他也表示,目前瓶身雖可拆下,但下方銅管和金屬部分為固定狀態,未來會持續改良作品,使整個水壺得以拆卸清洗。常騎單車的民眾劉佳穎說:「這個發明想法新穎,如果能以踩踏發電,對單車族來說相當便利。」不過他也認為,民眾運動後多半想補充水分或運動飲料,但不會強烈要求一定要飲用冰水,因此建議團隊需評估單車族對於冰涼飲品的需求。
反射面塗料降溫 不燙手燈具延長使用壽命
新知
第1670期
反射面塗料降溫 不燙手燈具延長使用壽命
2017-12-20
【記者羅文妤綜合報導】龍華科技大學化工與材料工程學系師生於8日至10日參加「2017高雄KIDE國際發明暨設計展」,以創新「不燙手燈具」榮獲金獎及最佳工業設計獎。相對傳統燈泡溫度可高達攝氏100度,不燙手燈具表面的溫度僅有攝氏33度,除減少燙傷機會,也能延長燈具的壽命。一般鎢絲燈泡因反射面未經任何處理,導致光與熱容易聚焦在同一點上,造成燈罩溫度居高不下。燈罩在長期高溫下容易霧化,會影響照射範圍及亮度。團隊透過在反射面塗上高反射性奈米顆粒材料,讓光源散射後能有效降低整體溫度,再利用燈具外罩的透鏡重新聚集光源,使照明範圍更廣且減少死角。 應用於燈具反射面的高反射性奈米塗層,可解決傳統無鍍層燈罩高溫燙手的問題。 圖/陳昱佑提供團隊成員、化材系研究所學生陳昱佑表示,此次參展的示範作品是港口照明用的大路燈,較小型燈具更加頻繁使用,所以容易損壞。經改良後如需卸換燈座時,人員也不必費時等待燈具降溫。 團隊成員和廠商共同開發的燈罩實體,並於高雄國際發明暨設計展中向評審、觀眾展示。 圖/陳昱佑提供此項研發歷時兩年,團隊成員、化材系學生鄭竣庭提到,研發初期僅處理如何讓燈罩表面照射的更廣,後發現長時間照射使燈具十分燙手,所以結合兩項功能製作出不燙手燈具。目前團隊已申請專利,和廠商共同開發,成本也不比傳統燈具高昂,此項技術原理也可移植在其他各式燈具上,例如:車燈、工業用水銀燈、檯燈、日光燈。
酷熱解藥 清大推石墨烯智能玻璃
新知
第1659期
酷熱解藥 清大推石墨烯智能玻璃
2017-10-05
【記者劉蘭辰新竹報導】近來秋老虎發威,台灣一連數天高溫酷熱,截至9月11日熱傷害就醫人數就達133人。今年9月、10月更創下歷史用電新高,也讓吃緊的電力再陷危機。為了消暑節能,國立清華大學尖端奈米碳材料實驗室於9月28日發表石墨烯智能玻璃,能在短短五分鐘降低環境溫度十度。 樂高小屋的兩側屋頂放上一般玻璃與智能玻璃,並連接溫度計測量五分鐘後的室內溫差,明顯差距十度。   圖╱簡明紳提供實驗團隊專門研究碳材料應用,由清大材料科學工程學系教授戴念華指導,成員包含該系博士生蕭仲軒,以及碩士生簡明紳、洪雅敏、蔡孟庭、李明曜。隊長蕭仲軒表示,此技術兩年前由已畢業博士生周泓濤發現,再由團隊接棒製成樂高模型屋實驗。石墨烯智能玻璃由兩片玻璃版與一塊墊板組成,用三秒膠黏著,再從縫隙注入含有氧化石墨烯的水膠,最後用塑膠片封口並貼上膠帶固定。簡明紳回憶,當初最困難的步驟就是封裝,「若封裝時產生氣泡,該處便無法有效運作。」水膠中的高分子物質受熱至32度便會由透明轉為乳白色,有效隔絕灼熱光線,降低室溫。而當環境冷卻後,又變回透明,能反覆使用。氧化石墨烯不僅能加快變色效果,還能抓取染劑,讓玻璃變得五彩繽紛,未來或許能應用至教堂玻璃,既繽紛又可減少過多光線射入。「當初學長是設定用在高緯度溫室或倉儲,不但能隔離陽光曝曬,又有足夠低溫能使玻璃變回透明。」蕭仲軒解釋道。 a為變色前的智能玻璃,泛黃者為加入氧化石墨烯;b則為變色之玻璃,右側有氧化石墨烯者不透光效果更佳。   圖╱簡明紳提供相較市售智能玻璃利用「電」屏蔽光源,石墨烯智能玻璃只靠「熱」就能阻擋光線,材料稀釋氧化石墨烯也比普遍使用的奈米銀或液晶低廉。然而,因主材料為高分子元素,石墨烯智能玻璃受光線破壞後會結塊及降低轉換效率,所以無法長久使用。「但水膠成本低,所以重新灌入新的水膠又可使用。」簡明紳提出解方,也認為這也是未來走入市面量產需克服的技術。智能玻璃除於8月榮獲2017東元Green Tech國際創意競賽季軍,本月1日也獲2017能源科技創意實作競賽最佳創意構想獎,目前正在申請台灣及中國的專利認證。
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