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「將廢熱轉電能 改良熱電模組延長使用期限 登科學報導期刊」媒體報導

熱電模組延壽 台科大有妙方

2017年04月06日 04:10
余祥/台北報導

台科大教授朱瑾(中)、學生游家齊(左)團隊與中山大學教授吳欣潔(右)團隊合作改良熱電模組延長使用期限。(台科大提供)
台科大
教授朱瑾(中)、學生游家齊(左)團隊與中山大學教授吳欣潔(右)團隊合作改良熱電模組延長使用期限。(台科大提供)

  廢熱回收再利用越來越受重視!台灣科技大學教授朱瑾和研究團隊改良將廢熱轉換為電能的「熱電模組」,只要一層薄薄的金屬玻璃鍍層,就可有效抑制熱能的溢散,大幅延長熱電模組的使用時間,有助節能與環保。現已取得台灣專利,研究成果刊登在國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)。

  根據美國能源局統計,每年近6成的能源以廢熱形式逸散,其中又以各式工廠及汽機車引擎產生的廢熱佔最大宗,因此不少汽車大廠如BMW,都開始研發「熱電模組」系統裝置,放在汽車排氣管上做廢熱發電的應用。

  而電熱模組的發電方式很簡單,只要把熱電模組貼在熱源表面,像貼磁磚一樣,或使熱廢氣流經熱電模組的熱端,形成溫差後就可生電。目前熱電模組潛在的應用非常多,包括在鋼鐵、石化、水泥等產業,或汽車、太陽能等的廢熱或環境的能源發電。

  台科大教授朱瑾解釋說,由於熱電模組經常放置在攝氏400度以上環境,且須耐多次的熱循環,導致熱電材料與金屬層間的原子易相互擴散,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。

  但現有的阻障層材料為Ni基或Ti基,不僅效果不佳,結晶阻障層的厚度至少達數十微米等級,因此台科大研究團隊與國立中山大學教授吳欣潔團隊合作,首次使用非晶質金屬玻璃鍍層,只需不到十分之一的厚度、僅約0.2微米(200nm),就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,許多國家也都積極投入熱電發電技術的開發,而台灣許多傳統產業,在製造過程中需耗費大量能源及產生可觀的熱,但這些廢熱的回收比率卻偏低,造成大量的能源浪費及二氧化碳排放,而他們的研究結果將有助於促進中高溫熱電模組的發展,並促進節能與環保。(中國時報)


拿下專利+全球首創!跨校團隊改良熱電 登國際期刊

2017-04-05 09:46聯合報 記者林良齊╱即時報導

台科大教授朱瑾(中)、學生游家齊(左)團隊與國立中山大學教授吳欣潔(右)團隊合作改良熱電模組延長使用期限。圖/台科大提供
台科大教授朱瑾(中)、學生游家齊(左)團隊與國立中山大學教授吳欣潔(右)團隊合作改良熱電模組延長使用期限。圖/台科大提供

  全球首創,熱電模組從8小時至300小時!台科大材料系教授朱瑾團隊與中山大學材光系教授吳欣潔團隊合作改良熱電模組,只要透過0.2微米的非晶質金屬玻璃鍍層,就能抑制熱能的溢散,延長熱電模組的使用時間,研究登上國際期刊「科學報導」,也獲台灣專利,有助於促進未來中高溫熱電模組的發展。

  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,但這些廢熱的回收比率偏低,造成大量的能源浪費及CO2排放。據美國能源局統計,每年約有近6成的能源以廢熱的形式逸散。因此廢熱回收再利用近年來越來越受重視,許多國家也都積極投入熱電發電技術的開發。

  朱瑾表示,中溫熱電模組多採用擴散接合來連結熱電材料與金屬層,但目前的擴散阻障層宥於材料限制僅能最長僅能維持約8小時,但透過團隊研發的無晶界金屬玻璃鍍層就能有效的減少反應,更能維持超過300個小時。

  朱瑾說,目前現有的材料為鎳基或鈦基,結晶阻障層的厚度至少得達數10微米等級,金屬玻璃鍍層則只需0.2微米的厚度,就能有效阻斷熱的擴散,維持時間更從8小時變成逾300小時,「熱電模組壽命至少增加40倍」。

  台科大教授朱瑾團隊與中山大學教授吳欣潔團隊合作,並由美國西北大學材料系教授G. Jeffrey Snyder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,除發表於「科學報導」,也獲得台灣專利,更是全球首創,朱瑾也說,透過這種材質,未來的中高溫熱電模組的可行性就更加高。

台科大教授朱瑾團隊與國立中山大學教授吳欣潔團隊合作改良熱電模組延長使用期限,發表在國際期刊「科學報導」。圖/翻攝自科學報導網站
台科大教授朱瑾團隊與國立中山大學教授吳欣潔團隊合作改良熱電模組延長使用期限,發表在國際期刊「科學報導」。圖/翻攝自科學報導網站

台科大教授朱瑾團隊與國立中山大學教授吳欣潔團隊合作改良熱電模組延長使用期限,發表在國際期刊「科學報導」。圖/台科大提供
台科大教授朱瑾團隊與國立中山大學教授吳欣潔團隊合作改良熱電模組延長使用期限,發表在國際期刊「科學報導」。圖/台科大提供


助廢熱回收發電 台團隊首創金屬玻璃鍍膜

2017-04-05  13:16 自由即時

  〔記者吳柏軒/台北報導〕台灣科技大學與中山大學團隊合作,針對把熱能轉成電能的熱電模組進行改良,透過金屬玻璃鍍層,有效抑制熱能逸散、減少高溫破壞,大幅延長模組使用時間,也讓廢熱回收發電的效率提升,成果登上《科學報導》(Scientific Reports),也已獲得台灣專利。

台科大朱瑾教授(中)、學生游家齊(左)團隊與中山大學吳欣潔(右)教授團隊合作改良熱電模組延長使用期限。(台科大提供)
台科大朱瑾教授(中)、學生游家齊(左)團隊與中山大學吳欣潔(右)教授團隊合作改良熱電模組延長使用期限。(台科大提供)

  台科大教授朱瑾表示,廢熱回收近年漸受重視,如美國能源局就統計,每年近6成能源以廢熱形式逸散,如工廠、汽車引擎等更佔最多比例,不少汽車大廠皆研發「熱電模組」好回收,台灣許多傳統產業也耗費大量能源、產生可觀的廢熱,如鋼鐵、石化’水泥等。

  朱瑾說,只要將熱電模組貼在熱源表面,像貼磁磚一樣,使熱廢氣流過,形成溫差就可生電,系統相當輕便,但因模組常需放在攝氏400度以上的環境,需耐多次熱循環,容易被破壞,須加上擴散阻障層提升耐用度。

  台科大朱槿與中山大學教授吳欣潔等組成研究團隊,首次利用非晶質的金屬玻璃鍍層,只要0.2微米(200奈米)厚度,即可有效抑制熱電材料與電極間原子的相互擴散,阻斷熱擴散,並延長熱電模組的壽命,研究也獲美國西北大學材料系的教授G. Jeffrey Snyder反覆印證成果。

  台科大表示,該研究已登上國際期刊《科學報導》((Scientific Reports),並已申請到台灣專利,未來可望促進節能與環保,而台灣已有部分鋼鐵廠、石化廠及水泥廠把熱電技術應用在工業廢熱回收上,可看出熱電材料在節能、減碳領域的貢獻。


改良熱電模組延長使用期限 台科大登科學報導期刊

2017年04月05日10:56  蘋果即時

台科大朱瑾(中)、學生游家齊(左)與中山大學教授吳欣潔(右)團隊合作,改良熱電模組延長使用期限。台科大提供
台科大朱瑾(中)、學生游家齊(左)與中山大學教授吳欣潔(右)團隊合作,改良熱電模組延長使用期限。台科大提供

  將廢熱轉換為電能,廢熱回收再利用越來越受重視!台灣科技大學研究團隊改良熱電模組,透過一層薄薄的金屬玻璃鍍層,有效抑制熱能的溢散,減少高溫破壞熱電模組,大幅延長熱電模組的使用時間,且有助於節能與環保,現已取得台灣專利,傑出研究成果刊登在國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)。

  台科大指出,這次研究成果由台科大學教授朱瑾帶領的研究團隊和中山大學助理教授吳欣潔團隊合作,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,研究結果有助於促進中高溫熱電模組的發展及節能與環保。

  對於此次研究成果,朱瑾表示,中溫熱電模組大多採用擴散接合來連結熱電材料與金屬層,但因中溫熱電模組經常放置在攝氏400度以上環境,且須耐多次的熱循環,導致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)就可見效,比現有材料效果更好,可有效阻斷熱擴散,延長電熱模組壽命,且金屬玻璃鍍層則只需不到1/10厚度。

  朱瑾指出,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,不少汽車大廠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,而目前熱電模組的潛在應用非常多,可應用於包括在鋼鐵、石化、水泥等產業,或汽車、太陽能等的廢熱或環境的能源發電。(生活中心/台北報導)


台科研發金屬玻璃鍍層 助廢熱回收再利用

2017年04月05日 10:30
中央社

台科大和中山大學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,研究成果登上國際期刊。(台科大提供)中央社記者許秩維傳真 106年4月5日
台科大和中山大學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,研究成果登上國際期刊。(台科大提供)中央社記者許秩維傳真 106年4月5日

  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


台科大新研究 有助廢熱回收

NOWnews 記者顏大惟/台北報導
2017.04.05 / 11:43

台科大和中山大學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,研究成果登上國際期刊。(台科大提供)中央社記者許秩維傳真 106年4月5日
台科大和中山大學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,研究成果登上國際期刊。(台科大提供)中央社記者許秩維傳真 106年4月5日

  繼去(2016)年在針頭鍍上金屬玻璃,讓打針不會痛後,台科大再次作出新成果!台科大研究團隊與中山大學研究團隊合作改良熱電模組,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。

  台科大研究團隊的領導教授朱瑾表示,透過金屬玻璃鍍膜的無晶介結構,可以抑制熱電模組中熱電材料與金屬層間的原子相互擴散,且厚度僅為0.2微米,是一般材料的1/10,能有效延長電熱模組的壽命。

  朱瑾指出,根據美國能源局統計,每年有近6成能源以廢熱形式逸散,因此世界各國開始重視廢熱回收這塊領域的技術,如汽車大廠BMW等都有研發熱電模組系統裝置於汽車排氣管做廢熱發電的應用。

  目前此研究已發表於國際期刊「科學報導(Scientific Reports)」,並已獲得台灣專利,這項技術有助於未來科技發展並兼顧到環境保育。


全球首創! 臺科大研發熱電模組使用壽命長

國立教育廣播電臺 於 2017-04-05 10:21:00 發佈 徐詠絮

全球首創! 臺科大研發熱電模組使用壽命長

  將廢熱轉換為電能的熱電模組,使用壽命可以再延長,國立臺灣科技大學材料系教授朱瑾帶領研究團隊改良熱電模組,只要透過0.2微米的非晶質金屬玻璃鍍層,就能抑制熱能的溢散,延長熱電模組的使用時間,從原來8小時增加為300小時,這項首創全球的研究成果已刊登在《科學報導》(Scientific Reports)國際期刊。

  臺科大朱瑾教授團隊與國立中山大學吳欣潔教授團隊合作,並由美國西北大學材料系G. Jeffrey Snyder教授研究團隊反覆印證,首次以非晶質金屬玻璃鍍層改良熱電模組,朱瑾教授說,熱電模組會在400°C以上高溫環境進行熱能轉換成電能,為有效阻斷熱的擴散,現行材料是透過鎳基或鈦基,但厚度高、效果不佳,目前研發的非晶質金屬玻璃鍍層,不但厚度薄只需0.2微米,還減少金屬反應並有效阻斷熱的擴散,維持時間更從8小時增加為300小時以上,等於是延長熱電模組40倍的使用壽命,也間接降低成本。

  朱瑾教授說,目前這項研究已取得臺灣專利,並申請美國及中國大陸的專利,未來可應用於鋼鐵、石化、水泥等產業的工業廢熱回收,或汽車、太陽能等的廢熱或環境的能源發電,除了促進中高溫熱電模組的發展,也有助於環保節能。

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