臺師大發表「冷融合」技術突破 可望應用於節能減碳及醫療領域
▲臺師大團隊研發出冷融合技術,獲得國際創投認證。圖爲臺師大研究團隊展示冷融合原型反應器。(圖/臺師大提供)
記者許敏溶/臺北報導
化石燃料造成全球暖化,核融合技術被公認爲解決能源與環境問題的終極方案。臺師大團隊與江陵集團合作,今(27日)宣佈在冷融合技術上取得突破性成果,今年初成爲30年來首篇冷融合論文登上國際知名期刊。該技術也稱「低能核反應(LENR)」,利用水作爲燃料,能在68度溫度下進行核反應,無核污染並具高效能,可望應用於節能減碳及醫療影像領域。
人類因爲長期且大量使用化石燃料,造成全球氣候暖化與極端氣候肆虐,問題日益嚴重,臺灣也不例外,近期核電更成爲熱門討論選項之一。但現有核電會產生核廢料,因此不會產生碳排與放射性有限的核融合技術,被公認是解決能源與環境問題的終極方案。
臺師大產創學院綠能科技與永續治理研究所講座教授、江陵集團創能研究中心執行長黃秉鈞率領研究團隊,歷經多年投入,研發出低能核反應(LENR,或稱「冷核融合」),具有無核污染優點,是解決零碳排的最佳能源,論文今年1月發表在國際知名期刊《Nature - Scientific Reports》,是30年來冷融合論文首度刊登在主流科學期刊上。
黃秉鈞今天在臺師大舉行研究成果說明會。黃秉鈞指出,2013年意外發現,兩家臺灣公司開發的不同機器,可以用水來製造能量,發現都與水受熱與汽化震盪有關,可能是水沸騰所產生的空化及聲致發光現象導致,甚至與冷融合有關,2019年在科技部支持下,展開這項能源科技探索,這可能是政府第一個支持的冷融合計劃。
▲臺師大講座教授黃秉鈞(左二)帶領團隊,研發出冷融合技術,目標希望2035年達到用水發電。(圖/記者許敏溶攝)
由於冷融合技術相當先進,黃秉鈞團隊面臨基本學理還不清楚時,透過實作與測試累積技術經驗,也就是運用學習曲線,再歸納出設計與操作原理。
研究團隊設計製造數十種各式反應器進行實測分析,研發的冷融合技術屬於CI(水的沸騰空化融合現象),用水當燃料時,可在68度溫度下進行,比現有其他技術還低,且利用流體動力學與空化技術激發核反應,可重現、可大功率連續運作,成本低廉,性能係數COP (輸出能量與輸入能量比)可達1.2至4.3。
黃秉鈞在2021年從臺大退休後,轉任臺師大講座教授,冷融合研究團隊則轉入江陵集團的陽傑公司創能研究中心繼續研發。2023年研究團隊發現,當冷融合發生時,反應器會產出不凝結氣體,經質譜儀檢驗,其含有氖同位素(22Ne)、二氧化碳、同位素O17重水(H217O)等。經無數次重複實驗後,確認水被激發某種核反應併產生能量,也發現O17同位素是核反應的關鍵中間產物,這是能源科技重大發現。
黃秉鈞指出,同位素O17重水有醫療價值,可用於核磁共振造影(MRI)的造影劑以及正子攝影(PET)主要材料,也有研究顯示其有可能抑制癌細胞增長,或輔助癌症的標靶或放射治療。
黃秉鈞的冷融合技術可以用於發電廠節能減碳,利用蒸汽鍋爐的部分輸出熱蒸汽來運作,以反應器COP爲2.0來估計,可製造兩倍能源來預熱鍋爐進水,降低鍋爐燃料消耗或減碳約20%,將發電廠效率由目前的40%提升至50%,爲節能減碳做出巨大貢獻。
黃秉鈞的冷核融合論文發表後,引發國際關注。黃秉鈞說,團隊的冷核融技術,可以連續運轉24小時,其他國際團隊僅有數分鐘,因此獲得國際創投公司接洽,等於獲得創投公司的認證,團隊未來將持續進行技術與設備的精進,待克服相關門檻後,希望2035年有機會達成用水發電的目標,解決臺灣與國際上碳排放問題。