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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化挑戰為成長契機,自由系統成台商布局海外市場的最佳夥伴
化挑戰為成長契機,自由系統成台商布局海外市場的最佳夥伴

受到貿易戰、地緣政治與在地製造等因素影響,全球供應鏈調整持續進行中,從半導體、印刷電路板、網通設備、筆電、伺服器到系統組裝廠皆加速東南亞與歐美的擴廠腳步。為協助台商更好布局海外市場、智取未來,自由系統憑藉著在託管服務跟資安管理等領域的豐富經驗,早在數年前就開始布局泰國市場,今(2025)年,更進一步展開新加坡與日本業務,目標是協助台商打造「快速落地」且可「因地制宜」的海外營運架構。

自由系統業務副總經理陳委承表示,台商在海外建廠的速度越來越快,IT建置反而成為落後關鍵,為改變這個局勢,自由系統將以豐富的資訊託管服務經驗,為台商規劃、打造與維運最佳資訊系統環境。他說:「供應鏈重組是一場長期的布局競賽,為確保生產據點可以如期完工,並因應市場變化進行彈性調整,越來越多台商以委外取代自建,確保資訊營運韌性與優化資安管理。」

自由系統
自由系統業務副總經理 陳委承
圖/ 數位時代

不僅克服語言與文化挑戰,更關鍵的是打造高效、穩定且可複製的資訊營運架構

深耕泰國、新加坡與日本等海外市場後,自由系統發現,資訊系統架構之所以跟不上建廠或擴點速度,除與語言跟文化因素有關,更核心的挑戰是,海外人才難尋且不易培養、當地供應商的服務品質不穩,以及產品價格不透明等。

為解決上述挑戰,自由系統不僅在當地設立專職團隊、與在地經銷通路商建立緊密合作關係,更將在台灣淬鍊近20年的經驗複製到海外,讓台灣在海外市場也可以「像在台灣一樣」快速取得品質一致、隨時都可按需啟用的一站式託管服務。

自由系統區域經理潘子維以泰國市場為例解釋:「過去,台商到泰國設廠時,通常是找熟悉的台灣系統整合商或是電信商提供IT服務,輕忽夥伴在泰國缺乏營運據點、經營團隊,以及未能打進當地經銷通路所帶來的影響:產品價格被層層加價,且交期難以掌握。為解決這些痛點,自由系統不僅在泰國建立業務與技術團隊,也深入當地經銷通路生態體系,讓台商以合理價格取得設備與服務,並在最短時間建置與總部規格一致的資訊系統架構。」

自由系統
自由系統區域經理 潘子維
圖/ 數位時代

負責日本市場的自由系統區域經理陳冠儒則表示,日本因為高齡化與少子化議題,企業對自動化與託管服務的採用意願明顯提升;同時,九州半導體聚落正快速成形,吸引許多台灣大型製造商與中小企業在當地設點。「為讓這些中小型台商能將資源專注在市場開拓,自由系統以一站式託管服務協助其迅速啟動與維運資訊環境,降低初期投入的複雜度與風險。」

自由系統
自由系統區域經理 陳冠儒
圖/ 數位時代

至於新加坡市場,自由系統區域經理邵宗佑指出:「因應新加坡政府對AI與半導體產業的持續挹注,吸引全球AI、雲端服務、半導體與周邊產業進駐投資,台商也不例外。在此過程中,台商對設備租賃、自主(助)服務與裝置控管的需求相對提升,同時,為了符合新加坡政府對於資訊安全管理的高標準,裝置監控與資安委外管理等需求也隨之攀升,這正是團隊努力耕耘的方向。」

自由系統
自由系統區域經理 邵宗佑
圖/ 數位時代

無論是在泰國、新加坡還是日本,自由系統都將以「在海外也能像在台灣一樣運作」為目標,讓台商可以合理價格、最短交期、合規安全的方式取得託管服務,專注市場拓展,同時降低 IT 建置與維運風險。

不僅服務台商,亦積極深耕在地客群

值得特別注意的是,除了台商,當地企業客戶也是自由系統的重點經營對象。陳冠儒表示:「目前台商客戶佔比70%,其餘則是來自本地市場,包括大型不動產業者、保險經紀公司與區域型醫療機構等。接下來,我們將積極建置示範指標案例,帶動各區市場開發,同步深耕在地合作夥伴生態系,創造客戶、夥伴與自由系統的共好。」

新加坡在地企業客戶開發進度相對較快,接下來,除持續協助資產管理、零售與生技等企業優化資訊營運系統架構外,團隊還將進一步擴展至馬來西亞、越南等東南亞市場,並布局美國市場。「面對大有可為的海外市場商機,我們除了拓展營運據點,也將透過購併或投資等方式進行水平擴展、提升服務能量,極大化營運綜效。」關於自由系統的未來發展佈局,陳委承如是總結。

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