國立清華大學化工系教授黃大仁3年前發明「電觸媒蜂巢」,經3年研製測試成功。此為促進氮氧化物分解(PND)技術的裝置,體積小、造價低廉,可望取代目前汽車廢氣處理所用選擇性觸媒還原(SCR)技術的裝置,將燃燒所產生的氮氧化物(NOX)及SO2分解為可直接排放的氣體,解決空氣汙染問題,同時提升燃燒效率,以達節能效果。
該成果已獲得歐、美、台、日、加的專利,也吸引日、韓等汽車大廠洽談授權使用。由於此裝置已達可商業化的階段,黃大仁也受到歐洲論壇關注,受邀前往International CTI Conference SCR Systems講述其實務應用。(註)
黃大仁表示,目前百分之九十以上的能源都靠燃燒來產生,燃燒溫度越高能源效率越好。然而,越高溫的燃燒所伴隨而來的就是越大量有毒的氮氧化物(NOX)的產生與排放。氮氧化物是造成空氣污染的原兇之一,為了讓汽車排放的氮氧化物維持在規定標準之內,1980年代後,各大車廠選擇非最佳溫度的燃燒方式,將廢氣回流並經冷卻再混入燃料來降低燃燒溫度而降低氮氧化物的產生量,導致大幅降低燃燒效率,浪費能源且污染空氣,排出的氮氧化物仍超過標準,必須使用昂貴的還原劑還原,使成本高居不下。
此技術,不需要任何還原劑,就可直接將燃燒所產生的氮氧化物及SO2分解為氮氣(N2)、氧氣(O2)及硫元素(S),達到硫、氮氧化物零汙染的目標。早期所研究的裝置體積太大並不實用,黃大仁3年前突然想到早期在美國所研究的汽車觸媒蜂巢,靈機一動發明了全新結構的電觸媒蜂巢。
黃大仁表示,目前汽車去除氮氧化物絕大部分採用SCR系統(SCR Systems)裝置,其所用還原劑是由尿素水溶液於裝置中熱解所產生的氨(ammonia),可說是以毒攻毒,會有氨洩漏(ammonia slip)的問題。他採用電觸媒蜂巢來去除氮氧化物,不須使用還原劑,可簡化系統裝置,降低汽車的製造成本,解決空氣汙染問題,還可以提升能源效率,降低燃料使用。
「研究最終將實用於生活中,改善人類生活!」黃大仁表示如果有機構願意無營利地推廣他的技術與裝置,他將免費技轉授權使用,因為對他來說,自己的發明如果可以被應用到每一輛汽車、每一具引擎以及每一座鍋爐上,就是最大的肯定。
註:
今年歐洲論壇將於7月初辦理11th International CTI Conference SCR Systems,該Conference為汽車培訓學會(Car Training Institute)在歐洲規模最大、資訊最新的SCR會議,會議特色是只討論現有可立即商業化的技術與裝置,近年來從未邀請學術界教授來演講,且專注於目前汽車去除氮氧化物所採用的SCR系統(SCR Systems)裝置。然而,今年主辦單位特別邀請清大化工系黃大仁教授主講「以電觸媒蜂巢促進氮氧化物分解」的技術與裝置,並將該項目列為Highlights首項,且為唯一在項目及講題前冠上INNOVATION者。