緣起
環境與能源科技中心係依據第六次全國科學技術發展會議結論及行政院二OO一年五月九日核定之「國家科學技術發展計畫」總目標之一,以積極推動能源與環保科技之發展,並建議由原子能委員會辦理「能源與環境科學中心」之規劃,本中心則於民國九十二年經原子能委員會核定成立。
此外,行政院核定本所為第三波行政法人化優先推動個案之一,本所擬具之「國家龍潭研究院設置條例」草案,於九十五年三月(95.3.15研考會綜字第095-0005043函)獲行政院研考會審核通過,業務範圍包括「原子能、能源及環境保護相關科技之研究發展及應用。」
現階段任務
1.發展環境電漿與電漿表面改質之清潔製程技術,開發廢棄物電漿熔融處理系統之應用。
2.開發新能源及再生能源技術,以拓展我國在新能源之研發能力。
故環能中心在環境電漿及清潔製程,新能源及再生能源技術,奈米科技等之應用方面均積極從事相關之研發工作。
在環境電漿及清潔製程技術應用方面
運用本所多年來發展之電漿及粒子加速器等核能技術,針對我國有害事業廢棄物的處理、移動與固定污染源所排放廢氣的消除,工業製程廢棄物的減低,及表面處理業與光電半導體業應用之清潔製程,提供有效的處理技術與防治方法,並提昇相關產業之技術能力,改善我國環境使免於被污染並提昇產業永續經營的條件與機會,符合國家建設的總體目標。
在新能源及再生能源技術應用方面
我國使用能源有98%為進口,基於能源安全國策之要求,實應提昇自產能源之比例。且我們身為地球村之成員,對於如何減少CO2排放之環境保護責任,亦應積極開發無炭能源。因此於94年4月6日由國科會立案,正式委託行政院原子能委員會核能研究所,積極推動「新能源重點科技計畫」,並積極從事風能、太陽能、生質能、燃料電池等四種新能源技術之開發。
光能發電的特色為開發III-V族高效率聚光型太陽電池(HCPV)系統,採用光學透鏡設計,太陽光經過Fresnel
lens折射,將數以百倍的光能量聚集於較小面積之III-V族太陽電池上,以減少太陽電池材料使用量,進一步降低整體發電成本。現階段核能研究所研發之HCPV模組效率為22.5%,已達世界一流水準。本所發展之太陽能發電展示系統,結合1
kW HCPV模組、太陽追蹤器,以及各項電力儀器設備。太陽追蹤器透過光感測器及追蹤控制迴路,自動且精確追蹤太陽軌跡,使HCPV模組接收更多日照光能,產生最大發電功率。目前所內013館已完成1
kW太陽能發電展示實體及監控系統裝設,正積極規劃1 Mega-Watt大型太陽能發電廠建置。
生質能源是利用植物纖維轉換為能源的嶄新科技。稻殼、稻桿、玉米穗軸、甘蔗渣和海藻,這些原料皆可轉化成酒精或氫氣等能源。核研所目前在生質能源的研究,包括海藻養殖之研究、纖維素轉化酒精技術之研究、酒精產氫觸媒重組器及生質廢棄物電漿氣化發電技術之研究。
本所發展的風力發電示範系統,是本所整合大葉大學、工研院及業界所設計製造完成國人自製的25KW級風力發電機,自製率高達百分之九十以上,本系統的特色為低啟動風速,具備與大型風機完全類似的智慧型傾角、轉向及煞車控制系統,為一高效率高性能之小型風機。
固態氧化物燃料電池發電系統具有高能源轉換效率、低污染氣體排放的特色,為目前世界各先進國家的研發重點項目。固態氧化物燃料電池發電系統包括:酒精重組產氫之燃料供應系統、空氣供應系統、固態氧化物燃料電池堆。固態氧化物燃料電池發電系統的主要核心之一為SOFC「電池堆」的研製。SOFC電池堆發電是堆疊許多單元電池組合成模組,其組裝及高溫密封技術,為SOFC燃料電池研發工作成功的重要關鍵。電池堆各組件需滿足在高溫氧化、還原環境下尺寸、化學穩定度、抗氧化、抗蝕性和熱膨脹係數匹配的問題;目前本所在電池堆組件設計、封裝技術、及效能測試等,已有顯著的成效。本所開發國內首座固態氧化物燃料電池發電測試系統,驗證其性能的長期穩定性及可靠度,以掌握SOFC關鍵新技術,推廣SOFC產品商業化,扶植國內產業,開發國際市場之新契機。
在奈米科技應用方面
核研所將既有之核能技術推廣於奈米能源科技應用,用以促進燃料電池之研發。預計發展達成下列目標:
1.平板型固態氧化物燃料電池(SOFC)單元之開發設計,以及其電池堆之組裝測試技術﹝功率密度 250 mW/cm2,操作溫度<800℃﹞。
2.建立直接甲醇燃料電池(DMFC)膜電極組(MEA)之製程技術,電池堆(Stack、20-50 W)之設計組裝測試技術,以及
3C電子產品用DMFC之產品設計試製與測試。
3.開發儲氫材料研製,改質及提昇其儲氫能力之技術,並建立儲氫材料儲氫能力驗證之國家級量測中心。
以上各項計畫之執行與目標之達成,將可強化國家知識創新體系,增進全民生活品質及促進國家永續發展,並可落實我國抑低溫室效應及推動新能源系統利用之目標。
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