【記者孟祥宇報導】在全球能源轉型與減碳趨勢下，擁有充足、穩定且低碳的儲能技術顯得格外重要。國立臺灣科技大學教授郭俞麟日前帶領研究團隊，開發常溫常壓電漿製程技術打造釩液流電池（Vanadium Redox Flow Battery, VRFB），降低成本與製程中的碳排放，並在2025淨零排放科技國際競賽榮獲國際組亞軍。 傳統電池電極的製程相當耗能且步驟繁複。國立臺灣科技大學機械工程系博士生冉安輝（Ahmad Nur Riza）說明，製程首先要讓金屬氧化物催化劑均勻附著在電極表面。郭俞麟補充道：「合成材料是一道程序，將材料印上電極又是一道程序。」他解釋傳統作法須先將化學藥品溶於強酸或強鹼溶液中，經長時間反應與結晶後取得催化劑粉末，過程會產生大量化學廢水；之後再進行鍛燒、乾燥等步驟，將材料塗佈到電極上。郭俞麟說：「就像在衣服上印圖案，要先把漿料調好，乾燥後才能開始印製。」目前常見方式包括將材料加熱至約400到500°C，以及透過濕法工藝（註一）提升電池性能。不論是哪種方法，皆需經歷多段程序，不僅耗時，也會產生殘留物與廢棄物。 註一：電極製程中，將所有在液體溶液中進行材料合成、沉澱、反應或處理的過程。 為解決問題，團隊導入常溫常壓電漿技術簡化流程。首先將所需化學藥品溶解於水，再使用噴射式常壓電漿鍍膜設備，將該溶液轉化為「電漿態（註二）」，此狀態下的化學藥品會自主進行化學反應，合成為催化劑，最後將其均勻塗佈於電極的機板鍍膜上，郭俞麟形容道：「過程就像噴精油，會把液體霧化成更細小的分子噴出。」他解釋，當細小液滴中的化學藥品在電漿態下同步完成反應與塗佈，原本繁瑣的程序便能濃縮為單一步驟。郭俞麟也表示，該製程可事先調配好材料比例，有利於導入大規模製造的工廠。 註二：物質的第四態，由高能量使氣體電離形成，帶有自由電子與離子，具導電性、反應性高等特性，常用於材料處理與工業製程。 研究團隊進一步將此技術應用於VRFB，它以水溶液作為電解質，安全性高，不具爆炸風險。郭俞麟表示，VRFB是一種儲能型電池，儲能容量可以隨著體積變大而增加，因此若要將其做為安裝於固定位置、用於穩定供電與調節電網負載的大體積定子型裝置，在電極製程上勢必需要更大面積的鍍膜。郭俞麟指出，常溫常壓電漿技術因為能以塗佈方式鍍膜，因此可以打破傳統限制，進行大面積鍍膜，以提升VRFB的儲能容量上限。 國立臺灣大學化學工程學系教授徐振哲表示，常溫常壓電漿製程技術已趨成熟，具備商業化潛力，除了電池領域，也可應用於表面清潔、鍍膜改善及PCB板製程。國立臺灣科技大學材料科學與工程系教授王丞浩則認為，該技術的核心優勢在於其精準的表面處理能力，可在不影響材料本體的情況下進行作業，並指出此技術高效、環保，適合大規模生產，同時在材料科學、生醫工程、精密製造等領域具備廣泛應用，有望推動表面工程技術持續創新。

【記者吳姿芳綜合報導】放電加工（註一）能將模具塑造成使用者所需的任何形狀，事前設定卻耗時且耗人力。對此，國立臺灣大學機械工程學系研究團隊「福利熊水果探測隊－蘋狗、香蕉狗、奇異狗」研發雕模放電加工自動電極生成軟體。此研發成果榮獲2021大專校院機電暨智慧創意實作競賽冠軍。註一：放電加工（electrical discharge machining, EDM）透過放電產生火花，加工工件表面。放電加工除了可以加工高硬度鋼材，還能加工一般刀具難以處理的尖角。 國立臺灣大學機械工程學系研究團隊研榮獲2021大專校院機電暨智慧創意實作競賽冠軍。　圖／研究團隊提供團隊成員、臺大機械系研究所碩士生盧俊瑋之前到模具工廠實習時，發現即使放電加工前置作業人員的操作速度快，手動繪製電極圖檔仍相當耗時，因此他設計系統化的雕模放電加工自動電極生成軟體，他說：「我希望藉軟體減輕他們的負擔。」放電加工是利用電極之間的電位差將工件加工出幾何形狀，而操作人員在電腦上繪製的電極圖檔則能決定加工後的形狀。一般市售的商用工程繪圖軟體需先規劃刀具路徑，模擬切削的過程，才能取得未切削區域（註二），而此軟體省略這些步驟，也減少圖檔的電極數量，解決耗時問題，盧俊瑋解釋道：「如果電極數量過多，也會增加人員操作的失誤率。」同為臺大機械系研究所碩士生黃顯雄表示，「此發明讓原本繁瑣的操作流程達到完全自動化，讓整體加工更有效率。」註二：未切削區域是指刀具無法完整切削的加工區域。若將刀具比擬為湯匙、加工區域為果凍，湯匙因具有特定形狀，無法挖取模具內的所有果凍，未被挖取的果凍則稱為未切削區域。 雕模放電加工自動電極生成軟體結合「特徵辨識演算法」與「開放邊提示法」，為放電加工提供新的方法。　圖／研究團隊提供模具加工產業目前面臨經驗豐富的操作員與師傅短缺的困境，黃顯雄認為此軟體可減緩人力需求，他說：「完全不懂放電加工的人，只要按下滑鼠就能產生工件所需要加工的電極。」而客服設備工程師李祐昌則表示此研發可降低製造時間，也給予產業更充裕的時間設計產品，他補充道：「產業有更多時間可以用來精修電極位置及形狀，以改善加工表面不平滑的程度。」 模具驗證結果顯示，最後整體運算時間僅9分32秒，若操作者以手動方式規劃該模具，至少需要2~3小時。　圖／研究團隊提供此項研發正處於申請專利的階段，未來團隊將會優化軟體的程式碼，加快運算的速度，盧俊瑋說：「畢竟我是機械系，寫出來的軟體不一定像資工系那麼精簡。」面對現在已有的加工陶瓷材料技術，李祐昌希望放電加工未來能不只應用於工業，還有望將更多材料導入此技術。