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台科研發金屬玻璃鍍層 助廢熱回收再利用

(中央社記者許秩維台北5日電)廢熱回收再利用越來越受重視,台科大研究團隊改良熱電模組,透過薄薄的金屬玻璃鍍層,就可有效抑制熱能溢散,延長熱電模組使用時間,有助於節能減碳。

台灣科技大學教授朱瑾領導的研究團隊和中山大學助理教授吳欣潔的團隊合作,並由美國西北大學材料系研究團隊反覆印證,首次以非晶質金屬玻璃鍍層作為中溫熱電材料的擴散阻障層,研究發表於國際期刊「科學報導(Scientific Reports)」,並已獲得台灣專利,研究結果有助於促進中高溫熱電模組的發展及節能與環保。

朱瑾指出,中溫熱電模組多採用擴散接合來連結熱電材料與金屬層,但因中溫熱電模組常須置於攝氏400度以上環境,且須耐多次的熱循環,因此使熱電材料與金屬層間的原子易相互擴散,而在熱電材料與金屬層間生成介金屬相,近而破壞熱電模組的可靠度與耐用度,所以中溫熱電模組常在金屬層與熱電材料間加入擴散阻障層。

台科大研究團隊首次使用非晶質金屬玻璃鍍層,透過金屬玻璃鍍膜的無晶界結構,可有效抑制熱電材料與電極間原子的相互擴散,且所需的鍍層厚度極薄,僅約0.2微米(200nm)即可見效,相較於一般使用的材料,金屬玻璃鍍層則只需不到1/10的厚度,卻能有效阻斷熱的擴散,延長電熱模組的壽命。

朱瑾表示,廢熱回收再利用近年來越來越受重視,許多國家積極投入熱電發電技術的開發,根據美國能源局統計,每年近6成能源以廢熱形式逸散,其中以各式工廠及汽機車引擎產生的廢熱佔最大宗,因此一些汽車大廠,如BMW,都研發熱電模組系統裝置於汽車排氣管做廢熱發電的應用。

研究團隊指出,台灣許多傳統產業在製造過程中需耗費大量能源及產生可觀的熱,但這些廢熱回收比率偏低,造成大量能源浪費及二氧化碳排放,熱電模組可應用於鋼鐵、石化、水泥等產業,或汽車、太陽能等廢熱或環境能源發電,對節能、減碳有貢獻;團隊還在針頭加上薄薄一層金屬玻璃鍍膜,可有效降低摩擦力,提高針頭耐用度,也吸引許多醫材及工業針頭業者合作。1060405

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