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臺科洪維松創黑色魔毯 發電同步淨水

臺科大應科所教授洪維松與團隊
臺科大應科所開發出能邊發電邊淨水的「黑色魔毯」多功能石墨烯膜。只要有陽光與水波,就能同時產生乾淨的水與電。2022年以來研究成果在學用領域斬獲多。他希望學生都能讓研究變成產品、登上舞台,甚至吸引企業合作商品化,用科研造福人群。圖左起為臺科大應科所教授洪維松與團隊。圖 / 臺科大提供

多功能石墨烯膜 黑色魔毯斬獲多 

全球正面臨能源短缺與水資源危機,臺科大應科所教授洪維松暨團隊,成功開發出能一邊發電一邊淨水的多功能石墨烯膜,稱為「黑色魔毯」。這項技術由太陽能與波浪能驅動,只要有陽光與水波的地方,就能同時產生乾淨的水與電力。

黑色魔毯研究成果,目前已發表在國際頂尖期刊先進機能材料(Advanced Functional Materials),同時,榮獲2022全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)、去年拿下淨零排放國際競賽臺灣組冠軍與最佳人氣獎、中國材料科學會華立創新材料大賽優選獎。在斬獲多項殊榮後,團隊進一步將技術提升至模組化與低碳製程的實務操作。

未來綠能智慧材料 跨界整合方向

這片「黑色魔毯」石墨烯基薄膜,以四面佛(Phra Phrom)象徵整合太陽蒸發、發電、污染降解與自清等4大功能,展現單一材料多面向能力。洪維松說:「我們希望讓這張膜成為多功能平台,可以過濾、發電、也能感測。」他強調,這不是實驗室裡的單一概念;是未來綠能與智慧材料要走的跨界整合方向。

洪維松(中)領軍實驗室參加2025東元淨零排放國際競賽,勇奪臺灣組第一名暨獎金100萬元
洪維松(中)領軍實驗室參加2025東元淨零排放國際競賽,勇奪臺灣組第一名暨獎金100萬元。圖 / 臺科大提供

洪維松指出,其實這片薄膜就像一條「會呼吸的毛巾」。「上層吸收陽光把海水蒸成水蒸氣;下層隨波震動帶來發電。」當陽光照射時,膜表面會因吸熱產生蒸發與淡化,將海水轉成潔淨水;當起風時海波成浪作用壓電結構就會產生電流。像這樣,靠這張黑色薄膜便能在偏鄉、離島或乾旱地區,同時解決「喝水」與「用電」相關問題。

上造水下發電 一膜雙效水電雙用

黑色魔毯白天吸收太陽能,加熱海水成水蒸氣;蒸氣經冷凝成乾淨的淡水滴入收集槽中;夜晚海浪拍岸就會隨波動一起「呼吸」,裡面的特殊材料在感受壓力變化就會轉換成電能。如此,就會有一膜雙效「上層造水、下層發電」。且這張黑色魔毯還會「自我清潔」,不怕灰塵、鹽分堆積,可以長時維持穩定效率。

2025年薄膜大賽,洪維松指導臺科學生一舉囊括前兩名
2025年薄膜大賽,洪維松指導臺科學生一舉囊括前兩名。圖 / 臺科大提供

洪維松指出,持續獲獎使團隊馬不停蹄地將技術進階到更具挑戰性的模組化設計,有利在陽光充足近水源但電力缺乏的離島或沙漠,建置行動式「水電雙用系統」以及製程低碳低能耗操作,更符合淨零減碳趨勢,讓研究離產業實務需要與應用更靠近。

做得出測得來能複製 讓科研落地

洪維松強調,科研要有「做得出來、測得出來、能複製」的實踐精神。他要求團隊與每個研究生都要有能力做出實際原型,然後再與業界或現場測試相結合。洪維松說,他希望學生都可以讓科研落地變成產品、登上舞台,甚至能吸引企業合作商品化,用科研造福人群。

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