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成大新南向攬才跨域合作 研發高效能鋰離子電池與碳捕捉技術

文/張怡婷 圖/藥學系助理教授陳登豪
 
國立成功大學化工系泰國籍助理教授柯碧蓮(Watchareeya Kaveevivitchai)、藥學系助理教授陳登豪與國際學者跨領域合作,推動綠能發展,在儲能科技及碳捕捉技術的研究成果卓越,在台灣及美國皆已申請專利。有助環境永續,以尖端科技增進社會福祉。
 
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柯碧蓮與陳登豪團隊跨領域合作研究
 
柯碧蓮與陳登豪深入探討有機分子在充放電的反應機制,展示其前瞻性的儲能材料設計,是台灣學界極少數針對有機電極材料的研究。以有機分子作為正極材料,新一代有機鋰離子電池不僅可提供高達426 mAh/g的電容量,在超高速率 10000 mA/g充放電條件下,仍可保有穩定的電容量達209 mAh/g,即便在1000次充放電循環後,依舊保有85%的電容量,遠勝於目前市面上以無機電極組成的鋰離子電池。
 
新一代有機鋰離子電池的材料質輕,不含金屬,製造過程較為環境友善,可回收再利用,更可適用於電動車、綠能及大規模儲能科技的發展。
 
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博士生劉氏黃茹(左)與柯碧蓮助理教授(右)研發高效能有機鋰離子電池
 
柯碧蓮是台灣唯一的泰國籍理工學系教授,也是成大跨維綠能材料研究中心成員,107年曾獲科技部愛因斯坦培植計畫年輕學者獎。柯碧蓮在頂尖國際能源期刊《Advanced Energy Materials》發表現今最佳充放電表現的鋰離子電池有機正極材料,這是她與美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)研究員Ilja Popovs博士共同開發的成果。
 
陳登豪與美國休士頓大學(University of Houston)化學系Ognjen Š. Miljanić教授合作,將新材料應用於捕捉二氧化碳。團隊研發的新技術可大幅減少前置處理與材料再生的能源損耗,在工業廢氣淨化與天然氣純化的應用極具潛力。
 
Ognjen Š. Miljanić實驗室所合成的孔洞分子晶體,是一種由具規則性孔洞的有機小分子所堆疊而成的材料,不僅環境友善、可回收,更具備了高穩定性、疏水性、以及易再生等特性。由於是新材料,量產進行一般的大規模應用測試不符成本效益,經由柯碧蓮的協助,得以架設系統化氣體傳輸管線,針對少量的新樣品進行氣體分離實驗。
 
此研究為全球首次試驗,將有機結晶性孔洞材料應用於變壓吸附(Pressure Swing Adsorption)氣體分離技術,在常溫下可將等比例之「氮氣與二氧化碳」或「甲烷與二氧化碳」之混合氣體純化至>99.9%氮氣及>99.8%甲烷。其選擇性吸附二氧化碳的效果,再生難易度,以及能源效益,皆遠優於一般常用的分子篩吸附劑。
 
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博士生王耀廷(左)與陳登豪助理教授(右)發表新穎碳捕捉技術
 
陳登豪將此研究成果發表在頂尖國際應用化學期刊《Angewandte Chemie International Edition》,被選為熱門文章,更被評選為期刊封面故事,可見其研究之新穎性與受矚目的程度。
 
成大推行新南向政策成果斐然,是國內首間延攬泰國籍科研人才的大學,更長期推動校內及國際間跨領域合作研究,提供優異的科研環境給國際學者。泰國籍的柯碧蓮表示,成大對於年輕學者的栽培不遺餘力,台灣無論在學生素質、高教環境、學術資源等綜合評價,皆在東南亞首屈一指,惟大多國家對台灣認識甚少;在新南向政策的影響下,如今聽到越來越多泰國學子討論來台深造,卓越的研究成果亦是成大推動國際化的最佳實例,盼吸引更多國際優秀人才。
 
柯碧蓮與陳登豪的研究成果有助於環境永續,更以尖端科增進社會福祉。高效且環境友善的儲能材料,有效推動綠能發展;碳捕捉技術也有助於碳循環,符合聯合國永續發展目標,兩項研究成果,皆在台灣與美國申請專利。
維護單位: 新聞中心
更新日期: 2021-06-18
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