工研院連續13年奪下科技產業奧斯卡,有兩大研發亮點!為何都聚焦在電池?
工研院連續13年奪下科技產業奧斯卡,有兩大研發亮點!為何都聚焦在電池?

特斯拉(Tesla)近日公布第三季交車成績單,一共交付了約13萬9000輛電動車,比去年(2019)同期大增44%,創下單季歷史新高紀錄,這些數字,正說明了全球電動車需求持續攀升,鋰電池更成為了重要技術。

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有科技產業奧斯卡之稱的「全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)」,今年邁入第58屆,每年會從上千件創新技術中,挑出100項具有年度重大創新意義,對人類生活影響深遠的商品化技術。

R&D 100 Awards主席Paul J. Heney觀察,從得獎名當中可以觀察出,近年科技趨勢在「汽車鋰電池製程優化」方面有許多研發成果,應證了電動車產業的起飛。

R&D 100 Awards
今年是工研院連續第13年,榮獲「全球百大科技研發獎」。
圖/ 工研院

工研院院長劉文雄說,今年只有16個獎項是美國以外的機構獲獎,其中台灣就得了7個、日本5個,今年也是工研院連續第13年榮獲「全球百大科技研發獎」。劉文雄補充,台灣能夠繳出亮眼,關鍵在於是以市場導向去做研發。

亮點一:電動車的未來—不用加熱的固態電解質

鋰電池廣泛應用在,手機、平板、筆電以及電動車,成分大致有「鎳鈷鎂」、「鎳鈷鋁」兩種組成形式,通常還需搭配具有高閃點的安全液體電解質,才能製成。

不過,傳統的液體電解液具有易燃性,會有爆炸等安全疑慮,工研院材料與化工研究所經理葉定儒說,之所以可以獲獎,關鍵在於解決傳統鋰電池電解質的安全性問題。

葉定儒解釋,電解液這種產品市面上也有,通常電解液在工廠內導入電池後,還需要經過加熱程序,「這個過程是很危險的。」

R&D 100 Awards
工研院表示,目前正在建置固態電解質量產線,已經跟中油、台塑、有量、格斯科技、中華汽車等廠商合作。
圖/ 攝影 / 高敬原

工研院團隊開發出「高能量及高安全樹脂固態電池」,用高離子導電樹脂(NAEPE)材料,取代易燃的傳統電解液;而固態電解質因為在常溫時也可以呈現固態,不需要再加熱讓它固化,還能保有原本電解液高離子導電度,以及改善高電壓穩定性。

固化後,NAEPE閃燃點溫度提高,具有難燃性、高溫循環壽命佳等特點,用NAEPE的固態鋰電池內部可以像積木一樣做內部串聯(Cell to module),突破鋰電池單一結構限制,達到一個電池有12V的高伏特電壓,製程操作容易,產業接受度相對高,可以快速導入現有電池製程。

工研院表示,目前正在建置固態電解質量產線,已經跟中油、台塑、有量、格斯科技、中華汽車等廠商合作,希望能帶動台灣動車跟儲能系統產業發展。

亮點二:3根蠟燭就能發電,全球第一片染敏電池在台灣

此外,工研院也跟台塑合作,功能開發出全球第一片「染敏電池模組」。簡單來說,染敏電池就是弱光發電的技術,跟傳統太陽能發電不同,只需要3根蠟燭的弱光,就能產生電力。

「石化產業面臨轉型的關鍵時刻,」台塑董事長林健男回憶,台塑從2009年開始投入研發染敏電池,這是一種非矽材料的化學太陽能電池,因為比較接近台塑化工本業,跟研發成熟、競爭激烈的矽晶太陽能電池相比,對台塑來說不只進入門檻比較小,用弱光發電的染敏電池還更具備市場潛力。

R&D 100 Awards
染敏電池就是弱光發電的技術,跟傳統太陽能發電不同,只需要3根蠟燭的弱光,就能產生電力。
圖/ 攝影 / 高敬原

雖然認知到了這一點,但當時全球都沒有染敏電池相關技術,各國也沒有投入生產。2011年,工研院跟台塑合作,在台塑位於高雄仁武的實驗室開發材料、製程跟設備,成功產出全球第一片染敏電池模組。這條產線採全自動化生產,並取得多項製程、設備專利,工研院表示,產能每年能達到10萬片,模組轉化效率達到17%。

之所以能夠獲獎,突破之處在於,打破傳統染敏電池效率低的特性,更重要的是,台塑跟工研院一次提出自動化生產方案,以及多項專利,是全球第一個可以量產染敏電池的單位,技術高度自主化。

工研院表示,已經跟台塑準備好要量產,染敏電池在弱光環境就能發電,用這款電池,就不需要拉電線、換電池,不僅可以應用在電動窗簾、感測器、電子紙,未來在物聯網(IoT)時代,也能導入智慧建築、智慧家庭、智慧醫療、智慧城市等領域。

責任編輯:錢玉紘

關鍵字: #工研院 #電動車
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東海大學掀起AI教育新浪潮:學會創新,才是AI時代下的唯一底牌!
東海大學掀起AI教育新浪潮:學會創新,才是AI時代下的唯一底牌!

綠樹成蔭、建築優美,濃厚的人文氣息是東海大學最鮮明的形象標記。以博雅教育為底蘊、歷史悠久的東海大學,以未曾間斷的步伐與時俱進,在AI時代來臨前已積極布局,在大渡山學會及校友們強力支持下全力發展AI,不只齊備了全台大學中最頂規的「AI配備實力」,更結合既有優勢,樹立「以人文思考引領 AI 趨勢」的新典範。

七十年前的創校之初,東海便已揭櫫「開創將是我們的格言」。這句七十年前的宣言,成為今日東海大學在面對AI挑戰下的最佳註腳。由大渡山-東海AI中心所掀起的新AI教育思維,做為東海大學的核心戰略,正是用「創新」來定義未來,大學教育不再僅止於傳統知識的傳遞「Learn to Know」,而是在AI時代下,將全面轉向為以人為本的價值創造「Learn to Innovate」。

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東海大學張嘉修副校長,帶領學生一同實踐AI教育學程。
圖/ 數位時代

AI 是引擎是油門,人文素養更是掌舵的方向盤

「AI是油門與加速器,但人文素養是方向盤和煞車。」東海大學圖資長兼資訊工程學終身特聘教授楊朝棟表示,從各院系課程設計到光點實驗班,東海全面導入AI技術學習與應用,「AI能協助你快速到達目的地。但在拚快的過程中,車的方向要開往哪裡?這需要具備同理心、專業力與倫理判斷。唯有人文,才能決定創新的方向和溫度。」

硬體方面,東海超強「校友力」是堅實後盾。在校友的支持下,校內資源已建置極高規格的「玉釵 AI PC與NB 教室」等五百台具AI高階算力的設備,陸續打造六間AI PC教室,將產業級專業配置普及為校園的基礎學習資源,在台灣各大院校中絕無僅有。導入頂尖GPU後,可進行高強度的模型訓練,AI繪圖時間從30分鐘大幅縮短至11秒可完成,頂規AI設備對全校師生共同開放,更吸引政府部門及產業洽詢合作。

AI觸角深入東海各院系,包括文學院、管理學院與社科院。針對文科生,利用低代碼(Low-code)工具和 AI 協作平台降低技術門檻,讓學生轉變為 AI「指揮官」。就連大一中文課都轉型為AI協作實驗室,運用ChatGPT、Copilot進行腦力激盪與圖文共創。AI學習從教室延伸到產業,例如與台中榮總合作開發智慧醫療工具,或用AloT技術監測校內牧場的牛隻健康,引導學生應用技術,解決真實世界的難題。

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面對AI創新教育,東海大學圖資長楊朝棟教授不遺餘力、分享實踐過程與心法。
圖/ 數位時代

東海大學圖資長楊朝棟強調,除了「懂技術」,東海更致力於培養學生在AI時代下無法被取代的三大關鍵能力:一是「創新力」,除了要懂得問問題外,還必須要懂得問對問題,才能與AI共同協作產出新價值;二是明辨是非的「決策力」 ,能夠從AI所產出的建議中做出正確、敏銳的判斷;三是「人文力」,重要的是同理心與社會關懷,能夠將人文素養思考融入技術,真正的貢獻社會。

AI 是隱形團隊,突破創作限制

這些關鍵能力也展現在美術系碩士生、知名 YouTuber「超認真少年」許廷瑞(阿仔師)身上。擁有深厚工業底子的許廷瑞,是金屬雕塑家,也是將冷硬工業技術轉化為大眾語言的知識型網紅。他運用AI的心法,正是東海教育的最佳體現。

「東海的校園很美,藝術圈很多厲害的前輩都出自這裡。」許廷瑞回憶,早期他受東海美術系教授賞識,激勵了他開啟創作之路;多年後來東海進修,更成為他自媒體事業的起點。「創頻道時,我還不會拍片,是東海的老師借我設備,一起來幫我拍攝的。」這種師生間的親近情誼,從校園延伸至職場,至今他重要的影音主管也是在東海結識的學弟。

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東海大學美術系碩士班校友許廷瑞,自身經營的YouTube頻道訂閱數已近百萬,在拍攝主題構想、製作,亦跟上AI應用的趨勢。
圖/ 數位時代

「我們極大量使用AI!」許廷瑞直言,AI是效率提升的神器,從影片製作、人聲修正,到工業顧問案的數據分析、力學運算與排錯,節省了大量時間與成本開銷。最經典的案例是一次參觀奧地利賓士生產G-Class工廠,因現場嚴禁拍攝,團隊利用 AI 強大的算圖與合成能力,從頭到尾模擬工廠情境與生產線細節。「現代觀眾追求沉浸感,以前要請設計師畫很久,現在AI能快速生成情境,把複雜的工業製程直觀呈現。」

認識自己,才是創新的起點

話鋒一轉,許廷瑞認為,「AI會讓所有人的能力變得非常平均。」在他的頻道內容中,有時會教一般人用AI學習簡單工程。但當水電配線、修車等技能,都能透過AI輔助上手,技術不再是門檻,「你喜歡什麼?你想用AI做什麼?這件事情更重要!」

「所有的創新前面,一定是先認識自己。」許廷瑞表示,多方嘗試,探索內在熱情所在,再利用AI達成心中想成就的願景。他說,東海提供了一個能探索自我的環境,老師們不會強壓框架,而是給予足夠的土壤,讓學生自然生長。「尤其是美術系,花很多時間要你自我追問,你是誰? 你想創造什麼價值?你是你自己的樣子。」

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東海大學未來將持續領航,整合軟硬體設備、落實教育觀念,幫助學生贏在起跑點!
圖/ 數位時代

從教學發展到環境建設與行政服務,東海大學全方位構築AI生態系。身為資工領域專家,楊朝棟看過太多技術更迭,他深知在生成式 AI 普及的2026年,東海的角色不只是實戰演練場,更是「價值轉換者」。而東海培育的人才,「握有最先進的AI配備,凌駕在其之上,而眼裡、心中思考的核心卻是人。」唯有這份人文底蘊,才能讓AI成為最強助攻,支持每一位學生回到主場,在人生賽局中自信揮棒。

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