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台科大開發仿電鰻薄膜 提升海洋清淨能源效能

台科大化工系教授葉禮賢(左二)與台大化工系教授吳嘉文合作,帶領團隊研究登頂尖期刊。圖/台灣科技大學提供
台科大化工系教授葉禮賢(左二)與台大化工系教授吳嘉文合作,帶領團隊研究登頂尖期刊。圖/台灣科技大學提供

台灣科技大學表示,校內化工系教授葉禮賢與台灣大學化工系教授吳嘉文合作,指導學生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。研究成果近日登上國際頂尖期刊「科學前緣」。

台科大校長顏家鈺表示,為了永續發展目標,世界各國相繼投入清淨能源的研究。台科大與台大近一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,也讓世界看見台灣頂尖的研發能力。

台科大化工系教授葉禮賢表示,海洋清淨能源是利用離子選擇薄膜,將鹽差混合自由能轉換成電能的滲透能源,但過去研究受限於無序奈米孔洞薄膜的高質傳阻力,以及明顯不足的離子選擇性,導致效能突破上受到限制。

台科大表示,為了突破此一限制,研究團隊受電鰻的發電細胞啟發,參考它高孔洞密度、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」的金屬有機骨架薄膜,成長於另一高度有序氧化鋁奈米通道薄膜上。

葉禮賢表示,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,都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。

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