工研院衝潔淨能源科技 驚豔全球

在極端氣候肆虐下，目前全球已有超過10億人無法擁有乾淨水源，是全球最具影響的風險之一。經濟部技術處長期關注水資源匱乏問題，支持工研院創新研發「等溫高效率水氣分離技術」，與一般從髒污的水源中過濾或沉澱而成的方式不同，工研院「等溫高效率水氣分離」技術，運用了創新材料-氧化石墨烯薄膜，它由數千個單層氧化石墨烯組成，當溼空氣通過薄膜表面，表面的親水性可以讓水分子迅速進入，且同時阻擋了其他如氮、氧等分子進入，直接獲得潔淨水源的同時也能達到乾燥空氣的效果。此一研發成果也在今年獲得2021年「全球百大科技研發獎」的獎項。

在應用上，相較於市面上的造水機是冷凝空氣後需再經層層過濾及消毒，等溫高效率水氣分離技術的每平方公尺薄膜最高能汲取40公升/日的純水，且能源消耗相對較低，得到的水源更十分潔淨，經過SGS多項驗證，是完全能直接生飲的等級，能適用於像秘魯這種多溼但缺水的高原地區，或是如臺灣因地形限制而儲水不易的島嶼。

民生運用以外，許多產業如半導體等，不但製程中需要大量用水，更對水質要求極高，一旦面臨缺水問題，更會造成產能停擺。目前此項利用薄膜自空氣中分離水氣的技術已受到國內廠商青睞且技轉成功，初期將應用於精密分析的水氣分離裝置，長期則發展高效造水設備，盼能藉產業力量解決缺水燃眉之急。

除了解決缺水問題，爲積極對應綠能政策推動下，避免日後大量太陽光電廢棄問題，經濟部技術處以科技專案支持工研院導入循環經濟概念，以重新定義（Redefine）及重新設計（Redesign）方式開發了「易拆解太陽能光電模組」。

一般來說，太陽光電模組使用壽命約20年，傳統太陽能模組以牢固的熱固性聚合物封裝膠將各層材料緊密黏合，造成太陽能板淘汰後，多以破碎與物理分類，進行廢棄妥善去化處理，高價資源逸失殆盡，因此如何使太陽光電模組易於拆解、分解、回用，使綠色廢棄可「搖籃到搖籃」永續再利用，成爲刻不容緩的議題。

工研院開發的易拆解太陽光電模組，從製造源頭導入新材料與新結構設計，將原功能單純之封裝膜再設計，以熱塑彈性體材料提供熱拆解過程中晶片的應力保護，加上原有熱固材料之良好機械特性，達到兼具易拆解與原有封裝材所需之各項功能，當太陽能板淘汰後，業者只需要透過調控溫度與特定拆解程序，即可完整取回電池晶片與玻璃蓋板等，其中完整取回之電池片，可經由分離純化技術，重製成再生電池，亦可轉生爲高純矽原料，再製高純矽晶錠，大幅降低生產碳排放達50％以上。

創新易拆解太陽能光電模組，除具備高值循環優勢外，並具有高耐候性及高阻水阻氣特性，目前在嚴苛環境的基隆嶼、澎湖及沙崙示範場域進行測試，預估此創新模組每GW（百萬瓩）的光電建置廢棄回收效益，可從新臺幣12億元大幅提升至24億元，達成回收效益至少翻倍的目標，創造永續發展的太陽光電產業，亦榮獲2021年「全球百大科技研發獎」入圍肯定。

面對未來環境永續的挑戰，工研院擘畫「2030技術策略與藍圖」，在永續環境應用領域，積極導入循環經濟概念，以綠能科技中的「等溫高效率水氣分離技術」與「易拆解太陽光電模組」協助解決水資源的需求，與友善環境的目的，以協助綠能產業朝向淨零永續發展，提升國際競爭力，併爲全球環境永續提供解方。