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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迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命
迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命

在少子化與高齡化的雙重夾擊下,台灣勞力結構正面臨前所未有的嚴峻挑戰,預估從2020至2030年間,15至64歲的勞動人口將減少約10.3%。「缺工」不再是短期波動,而是長期影響各行各業的結構性危機,尤以高度依賴人力的清潔產業為甚。

然而在後疫情時代,社會對場域的衛生標準只增不減,加上大型商場、交通樞紐、物流中心與高科技廠房的建設面積每年持續擴增,清潔人員招募困難且年齡漸趨中高齡,有限人力難以扛起龐大的日常清潔工作。

面對亟待填補的市場空缺,全球清潔設備領導品牌德國凱馳,憑藉深厚的專業底蘊與嚴謹的研發標準,首次在台推出「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」,為台灣大型商用場域提供劃時代的智慧清潔解方。

凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
圖/ 數位時代

凱馳總經理李恒毅強調,「KIRA BR 50並非要取代清潔人員,而是建立更省時省力的『人機協作』模式。」在傳統模式下,清潔人員必須拖著重達數十公斤的水桶與設備,在大面積區域來回奔波,耗時費力。有了KIRA BR 50後,機器人能精準且獨立承接大面積地板的頻繁清掃與洗刷,讓清潔人員將珍貴時間與專注力轉移至桌面、扶手及高接觸頻率的精細區域清潔,大幅減輕第一線負擔。

集結百年洗地技術與智慧科技,四大特點樹立清潔標竿

事實上,市場不乏新創科技公司推出清潔機器人,但凱馳業務總監李敍均指出,大多新創公司擅長科技部分,但對於「如何把地洗乾淨」的清潔本質缺乏經驗。德國凱馳成立近百年來,早已是這方面的專家,歷經總部反覆打磨,KIRA BR 50結合凱馳的專業工藝與前沿科技,以四大特點樹立智慧清潔標竿。

凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
圖/ 數位時代

首先是「高效清潔」,相較一般清潔機器人使用盤刷,容易讓污垢在地面旋轉滯留,KIRA BR 50採用獨家滾刷技術,一次完成預掃、收集垃圾、洗地與擦乾,搭配側刷貼近牆角,完成零死角邊緣清潔。每分鐘超過1300轉的高轉速刷頭,加上業界最高刷壓,大幅提升清潔效果,最高每小時可自主清潔高達2365平方公尺,相當於5.6座籃球場,一小時即可完成約兩次台北車站大廳的清潔作業,非常適合面積廣大的車站、機場、物流中心等大型場域使用。

第二是「極致安全」,隨著智慧設備進入高科技產業與政府機關等敏感場域,企業對設備安全與隱私防護的要求也日益提高,KIRA BR 50配備「3D點陣式影像偵測技術」,當機器人在環境感知與避障時僅呈現去識別化的點陣雲,不記錄或上傳實體影像,從源頭杜絕案場影像與隱私資訊被記錄或外洩的疑慮。此外資料傳輸裝置均支援AES-256位元高規格加密,並通過IEC與Syss等多項國際認證的自主導航、電氣安全與防駭客入侵設計,領先競品,建立清潔機器人極致安全的新標準。

第三是「解放人力」,大面積且重複的洗地工作交給機器人後,第一線員工便能投入更多需要專業服務的細緻清潔工作;同時搭配四合一自動工作基站,能自動高速充電、補充清水、排放汙水、清洗水箱,讓清潔人員更加省事。

第四是「友善操作」,考量許多清潔人員為中高齡族群,機身特別以簡單顏色和圖形化介面標示清潔人員可獨立操作的簡易按鈕,直覺易懂。針對開放式大面積,僅需人工操作一次,機器人便可在短時間內自主完成地圖掃描與路徑規劃,並具備智慧記憶功能,能自動回補因臨時障礙物而漏洗的區域,無須專業工程師提前設定地圖與電子圍籬,大幅降低使用門檻。

第一線清潔龍頭實測驗證,人機協作打造清潔新紀元

這套智慧清潔方案在正式推向市場前,也已在台灣機場等第一線大型場域實地驗證,與凱馳合作長達10多年的台灣清潔產業龍頭——信實集團,正是這場科技變革的最佳見證者。

信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
圖/ 數位時代

信實集團承攬機場、車站等眾多大型公共標案,對設備品質與安全極為挑剔,信實集團副總經理趙雪吟坦言,「服務業缺工已經是全面性挑戰,第一線清潔產業長期面臨人力招募困境,引進自動化設備是不可逆趨勢。」

早在一、兩年前他親赴德國凱馳,看到KIRA BR 50後,便非常期待正式在台上市的一天。此次信實率先參與驗證,對KIRA BR 50展現出的穩定度與清潔效率印象深刻,不僅能高效自主洗地,完成後還會返回工作站維護充電,讓有限人力集中於精細工作上。

「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
圖/ 數位時代

趙雪吟也特別強調,公家機關與大型企業標案對設備的製造品質、電氣安全與資安防護有嚴格標準,凱馳耗費數年進行嚴謹測試與多項國際認證,正是信實能放心將機器人引入重要案場的關鍵,期望未來導入至更多大型公共場域。

隨著KIRA BR 50正式登台,凱馳不僅為缺工時代提供最佳解方,也展現作為全球清潔設備領導品牌的前瞻視野,敏銳洞察清潔產業缺工、高齡化的必然趨勢,從第一線人員與企業實際需求出發,提前佈局研發對應智慧產品。未來凱馳將持續以領航者之姿,引進多元的專業清潔機型,讓「人機協作」不再只是前瞻概念,而是兼顧品質、安全與人本價值的最佳幫手,全力助攻台灣清潔產業邁向更高效、智慧、也更有溫度的全新紀元。

在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
圖/ 數位時代
關鍵字: #機器人

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