【臺灣放大鏡】成大研發2技術 助環境永續

柯碧蓮與陳登豪深入探討有機分子在充放電的反應機制，展示其前瞻性的儲能材料設計，是臺灣學界極少數針對有機電極材料的研究。

•高效能儲能材料 推動綠能發展

以有機分子作為正極材料，新一代有機鋰離子電池不僅可提供高達426mAh/g的電容量，在超高速率10,000mA/g充放電條件下，仍可保有穩定的電容量達209mAh/g，即便在1千次充放電循環後，依舊保有85%的電容量，遠勝於目前市面上以無機電極組成的鋰離子電池。

新一代有機鋰離子電池的材料質輕，不含金屬，製造過程較為環境友善，可回收再利用，更可適用於電動車、綠能及大規模儲能科技的發展。

博士生劉氏黃茹（左）與柯碧蓮助理教授（右）研發高效能有機鋰離子電池。（陳登豪助理教授提供）

柯碧蓮是國內唯一泰國籍理工學系教授，也是成大跨維綠能材料研究中心成員，她在頂尖國際能源期刊《Advanced Energy Materials》發表現今最佳充放電表現的鋰離子電池有機正極材料，這是她與美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)研究員Ilja Popovs博士共同開發的成果。 

•捕碳技術 減少能源消耗

陳登豪與美國休士頓大學(University of Houston)化學系Ognjen Š. Miljanić教授合作，將新材料應用於捕捉二氧化碳。團隊研發的新技術可大幅減少前置處理與材料再生的能源損耗，在工業廢氣淨化與天然氣純化的應用極具潛力。 

Ognjen Š. Miljanić實驗室所合成的孔洞分子晶體，是一種由具規則性孔洞的有機小分子所堆疊而成的材料，不僅環境友善、可回收，更具備了高穩定性、疏水性，以及易再生等特性。由於是新材料，量產進行一般的大規模應用測試不符成本效益，經由柯碧蓮的協助，得以架設系統化氣體傳輸管線，針對少量的新樣品進行氣體分離實驗。

此研究為全球首次試驗，將有機結晶性孔洞材料應用於變壓吸附（Pressure Swing Adsorption）氣體分離技術，在常溫下可將等比例之「氮氣與二氧化碳」或「甲烷與二氧化碳」之混合氣體純化至>99.9%氮氣或>99.8%甲烷。其選擇性吸附二氧化碳的效果，再生難易度，以及能源效益，皆遠優於一般常用的分子篩吸附劑。

博士生王耀廷（左）與陳登豪助理教授（右）發表新穎碳捕捉技術。（陳登豪助理教授提供）

陳登豪將此研究成果發表在頂尖國際應用化學期刊《Angewandte Chemie-International Edition》，被選為熱門文章，更被評選為期刊封面故事，可見其研究之新穎性與受矚目的程度。

柯碧蓮表示，臺灣無論在學生素質、高教環境、學術資源等綜合評價，皆在東南亞首屈一指，惟大多國家對臺灣認識甚少；在新南向政策的影響下，如今，聽到越來越多泰國學子討論來臺深造，卓越的研究成果亦是成大推動國際化的最佳實例，盼吸引更多國際優秀人才。 

柯碧蓮與陳登豪的研究成果有助於環境永續，更以尖端科技增進社會福祉。高效且環境友善的儲能材料，有效推動綠能發展；碳捕捉技術也有助於碳循環，符合聯合國永續發展目標，兩項研究成果，皆在臺灣與美國申請專利。◇