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遠端遙控車廂散熱 勤益科大盼技術多元應用
新知
第1818期
遠端遙控車廂散熱 勤益科大盼技術多元應用
2025-11-14
【記者陳筱雯報導】全球暖化,導致夏天時間拉長、溫度飆升,除了中暑,高溫對汽車其實也會產生影響。國立勤益科技大學工業工程與管理系教授李國義團隊發明出一套裝置,可以利用手機遠端遙控汽車,啟動汽車引擎、冷氣系統、壓力差導氣扇與車窗控制,讓汽車溫度在90秒到三分鐘內將車廂溫度從71°C迅速降至26°C,有效排出悶熱毒氣,並於3日獲得德國紐倫堡國際發明展金牌。 在氣候變遷的影響下,天氣炎熱的時間越來越長,車輛因由鋼板組成,吸熱速度快,加上密閉空間使車內空氣無法流通,就會讓車內溫度不斷攀升。當車內溫度升至60°C以上時,汽車內的橡膠、塑膠、皮革等會揮發出甲醛、甲苯等有毒物質,李國義解釋車內高溫對人體的危害,「如果駕駛一進到車廂裡面,沒有把裡面的毒氣流動到車廂外面,就會傷害到人的肺部健康。」原先讓車溫下降的設計多是運用抽氣或噴灑酒精,但若曝曬時間延長至一到兩小時,傳統方式便難以讓熱氣散出,因此團隊設計出操作簡單的手機軟體,可遙控車內的感應裝置搖下車窗並啟用導氣扇,利用壓力差把車內熱空氣排出,之後再利用冷氣讓溫度快速下降。 團隊一開始想將感應裝置設於汽車遙控器上,但考慮到距離的限制,才決定將之裝設在汽車本體上,李國義說明此裝置搭配晶片及Wi-Fi,讓訊號可以穩定的傳送,無視車主與車輛間的距離啟動裝置,團隊在德國參展時也實地演示,使用手機遠端遙控位於1萬公里外的汽車,並成功發動引擎。然而在無人的情況下打開車窗,容易有物品遭竊的風險,李國義說:「這個有防盜功能,如果他感應到外面有人要伸進車窗,它就會立即斷電,並讓警報響起及拍攝入侵者的照片傳回給車主。」 在實驗過程中,啟動汽油車引擎是一大難題,首先與電動車不同,汽油車通常並未有配置電腦,因此勢必要另植晶片,再者啟動汽油引擎需要平均20安培以上的大電流,但遙控器通常只能控制在30毫安培以下的電器,兩者之間有著高達600多倍的落差,李國義說:「我們當初發展的時候,也有一段時間沒有辦法讓他啟動,因為需要的電流實在太大。」最後經過不斷的試驗,透過增設降壓裝置降低啟動電流的需求,才成功解決問題。團隊在抉擇導氣扇類型時也遇到了困難,國立勤益科技大學工業工程與管理所碩士阮柏翰表示,一開始的發想是利用隧道裡的軸流風扇,將前座的冷氣強制抽送至後座,然而這項設備體積過大,無法裝設在車內,待其同學去到專賣電子產品的街道,意外看到體積較小的軸流風扇,才帶回測試並成功裝設。 李國義表示,目前這項裝置已安裝在德系、日系汽車上並成功運作,團隊也開始聯繫車廠,期望讓技術落地,同時計畫在中古車市場推出改裝服務,讓舊車也可以安裝此裝置。然而,國立高雄科技大學車輛工程系助理教授林克衛說:「透過通訊方式啟動車輛是否有安全疑慮,是必須考量的改進方向。」此次遠距離遙控技術,將控制物品的範圍擴展至非電動化的物品,李國義説:「不只可以用在汽車上,像是工業產房的控制、消防滅火、發展國防武器,都可以運用這一套系統。」團隊也期望這套技術可以有更多面的發展。
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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