仿電鰻異質薄膜 清淨能源再突破

臺科大化工系教授葉禮賢（左二）攜手臺大，師生團隊共同開發仿電鰻異質薄膜，可大幅提升海洋清淨能源效能。（臺科大提供／李侑珊臺北傳真）

小小的薄膜、大大的電，臺灣研究突破海洋清淨能源限制！臺科大化工系教授葉禮賢與臺大化工系教授吳嘉文合作，一同指導學生劉益承、鄭閔傑，共同開發仿電鰻生物離子通道功能性之高效滲透能源發電機，研究具有超高速離子傳輸、離子二極體特性的異質薄膜，可應用在先進分離技術、海水淡化等能源領域，突破效能的限制，研究成果於近日登上國際頂尖期刊《科學前緣》(Science Advances)。

爲了永續發展目標，世界各國相繼投入清淨能源的研究，臺科大與臺大近1年在科技部支持下，共組沙克爾頓研究團隊，針對過去海洋清淨能源發展的瓶頸，提出具突破性的研究成果，也讓世界看見我國頂尖研發能力。

葉禮賢表示，海洋清淨能源系利用離子，選擇薄膜將鹽差混合自由能轉換成電能之滲透能源，但是過去研究受限於無序奈米孔洞薄膜之高質傳阻力，以及明顯不足之離子選擇性，導致效能突破上受到限制。

爲了突破這項限制，研究團隊受電鰻的發電細胞啓發，參考其高孔洞密度、高離子傳輸且高離子選擇的次奈米尺度生物離子通道特性，經過重重難關，終於成功將「大面積範圍」、「連續」、「無缺陷」之金屬有機骨架薄膜，成長於另一高度有序氧化鋁奈米通道薄膜上。

葉禮賢指出，研究成果驗證此異質薄膜具有超高速離子傳輸與離子二極體特性，可幫助離子快速往單一方向運行，輸出的滲透能源功率密度、陰離子選擇比，皆創下領域內的新世界紀錄。研究成果除了可以應用於清淨能源產電，未來在海水淡化等先進分離技術領域，也具高度的應用價值，是海洋能源利用的一大突破。