
廢熱回收再利用越來越受重視,臺(tái)科大研究團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)熱電模組使用時(shí)間,有助于節(jié)能減碳。
臺(tái)灣科技大學(xué)教授朱瑾領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)和中山大學(xué)助理教授吳欣潔的團(tuán)隊(duì)合作,并由美國(guó)西北大學(xué)材料系研究團(tuán)隊(duì)反覆印證,首次以非晶質(zhì)金屬玻璃鍍層作為中溫?zé)犭姴牧系臄U(kuò)散阻障層,研究發(fā)表于國(guó)際期刊《科學(xué)報(bào)導(dǎo)(Scientific Reports)》,并已獲得臺(tái)灣專利,研究結(jié)果有助于促進(jìn)中高溫?zé)犭娔=M的發(fā)展及節(jié)能與環(huán)保。
朱瑾指出,中溫?zé)犭娔=M多?用擴(kuò)散接合來連結(jié)熱電材料與金屬層,但因中溫?zé)犭娔=M常須置于攝氏400度以上環(huán)境,且須耐多次的熱循環(huán),因此使熱電材料與金屬層間的原子易相互擴(kuò)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?zé)犭娔=M常在金屬層與熱電材料間加入擴(kuò)散阻障層。
臺(tái)科大研究團(tuán)隊(duì)首次使用非晶質(zhì)金屬玻璃鍍層,透過金屬玻璃鍍膜的無晶界結(jié)構(gòu),可有效抑制熱電材料與電極間原子的相互擴(kuò)散,且所需的鍍層厚度極薄,僅約0.2微米(200nm)即可見效,相較于一般使用的材料,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(kuò)散,延長(zhǎng)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(guó)家積極投入熱電發(fā)電技術(shù)的開發(fā),根據(jù)美國(guó)能源局統(tǒng)計(jì),每年近6成能源以廢熱形式逸散,其中以各式工廠及汽機(jī)車引擎?生的廢熱占最大宗,因此一些汽車大廠,如BMW,都研發(fā)熱電模組系統(tǒng)裝置于汽車排氣管做廢熱發(fā)電的應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)指出,臺(tái)灣許多傳統(tǒng)?業(yè)在制造過程中需耗費(fèi)大量能源及?生可觀的熱,但這些廢熱回收比率偏低,造成大量能源浪費(fèi)及二氧化碳排放,熱電模組可應(yīng)用于鋼鐵、石化、水泥等?業(yè),或汽車、太陽(yáng)能等廢熱或環(huán)境能源發(fā)電,對(duì)節(jié)能、減碳有貢獻(xiàn);團(tuán)隊(duì)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(yī)材及工業(yè)針頭業(yè)者合作。