熱電模組延壽 台科大有妙方

中國時報【余祥╱台北報導】 廢熱回收再利用越來越受重視！台灣科技大學教授朱瑾和研究團隊改良將廢熱轉換為電能的「熱電模組」，只要一層薄薄的金屬玻璃鍍層，就可有效抑制熱能的溢散，大幅延長熱電模組的使用時間，有助節能與環保。現已取得台灣專利，研究成果刊登在國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)。 根據美國能源局統計，每年近6成的能源以廢熱形式逸散，其中又以各式工廠及汽機車引擎產生的廢熱佔最大宗，因此不少汽車大廠如BMW，都開始研發「熱電模組」系統裝置，放在汽車排氣管上做廢熱發電的應用。 而電熱模組的發電方式很簡單，只要把熱電模組貼在熱源表面，像貼磁磚一樣，或使熱廢氣流經熱電模組的熱端，形成溫差後就可生電。目前熱電模組潛在的應用非常多，包括在鋼鐵、石化、水泥等產業，或汽車、太陽能等的廢熱或環境的能源發電。 台科大教授朱瑾解釋說，由於熱電模組經常放置在攝氏400度以上環境，且須耐多次的熱循環，導致熱電材料與金屬層間的原子易相互擴散，近而破壞熱電模組的可靠度與耐用度，所以中溫熱電模組常在金屬層與熱電材料間加入擴散阻障層。 但現有的阻障層材料為Ni基或Ti基，不僅效果不佳，結晶阻障層的厚度至少達數十微米等級，因此台科大研究團隊與國立中山大學教授吳欣潔團隊合作，首次使用非晶質金屬玻璃鍍層，只需不到十分之一的厚度、僅約0.2微米（200nm），就能有效阻斷熱的擴散，延長電熱模組的壽命。 朱瑾表示，廢熱回收再利用，近年來越來越受重視，許多國家也都積極投入熱電發電技術的開發，而台灣許多傳統產業，在製造過程中需耗費大量能源及產生可觀的熱，但這些廢熱的回收比率卻偏低，造成大量的能源浪費及二氧化碳排放，而他們的研究結果將有助於促進中高溫熱電模組的發展，並促進節能與環保。