臺大、臺科大開發高效能源發電機 提升海洋清淨能源效能

臺科大化工系教授葉禮賢(左2)與臺大化工系教授吳嘉文合作，帶領團隊研究登頂尖期刊。(臺科大提供／李侑珊臺北傳真)

臺科大化工系教授葉禮賢與臺大化工系教授吳嘉文率領學生劉益承、鄭閔傑合作，開發仿電鰻生物離子通道功能性的高效滲透能源發電機，研究具有超高速離子傳輸、離子二極體特性的異質薄膜，可應用在先進分離技術、海水淡化等能源領域，突破效能的限制，研究成果於近日登上國際頂尖期刊《科學前緣》(Science Advances)。

臺科大校長顏家鈺表示，爲了永續發展目標，世界各國相繼投入清淨能源的研究，臺科大與臺大近1年多來在科技部支持下，共組「沙克爾頓研究」團隊，針對過去海洋清淨能源發展的瓶頸，提出具突破性的研究成果，也讓世界看見臺灣頂尖研發能力。

「沙克爾頓計劃」主要爲科技部鼓勵傑出研究學者勇於投入突破性研究，以產出具影響力的研究成果，提升國際領先地位。臺科大與臺大團隊雙方師生密切合作，許多實驗在臺科大進行，產出許多研究成果，此計劃共獲兩年補助，每一年度補助計劃總經費爲新臺幣1500萬元。

葉禮賢表示，海洋清淨能源系利用離子選擇薄膜將鹽差混合自由能轉換成電能之滲透能源，但是過去研究受限於無序奈米孔洞薄膜之高質傳阻力，以及明顯不足之離子選擇性，導致效能突破上受到限制。

爲了突破此一限制，研究團隊受電鰻的發電細胞啓發，參考其高孔洞密度、高離子傳輸且高離子選擇的次奈米尺度生物離子通道特性，經過重重難關，終於成功將「大面積範圍」、「連續」、「無缺陷」之金屬有機骨架薄膜，成長於另一高度有序氧化鋁奈米通道薄膜上。

葉禮賢提到，研究成果驗證此異質薄膜具有超高速離子傳輸與離子二極體特性，可幫助離子快速往單一方向運行，輸出的滲透能源功率密度、陰離子選擇比，皆創下領域內的新世界紀錄。研究成果除了可以應用於清淨能源產電，未來在海水淡化等先進分離技術領域，也具高度的應用價值，是海洋能源利用的一大突破。