2025臺灣能實作競賽 大專淨零排放組 金牌獎

 

國立中興大學循環經濟研究學院工業與智慧科技碩士學位學程/邱柏瑜、國立中興大學循環經濟研究學院半導體與綠色科技碩士學位學程/李昌鴻、陳郁凱、蘇俊安

國立中興大學循環經濟研究學院

指導老師

國立中興大學循環經濟研究學院半導體與綠色科技學位學程/劉凡瑋老師、國立中興大學循環經濟研究學院工業與智慧科技學位學程/林啓明老師

 

■ 作品運作說明

本研究將半導體矽汙泥視為可再生資源，於常溫常壓以低濃度鹼液（含場內廢鹼）驅動製氫，並比較 NaOH、NH₄OH 與 C-0201 廢鹼之產氫速率與收率。建立「排水集氣＋無水氯化鈣／活性碳／分子篩」兩階段純化鏈，驗證氫氣純度與安全性；並評估副產矽酸鈉之再利用價值。以SimaPro／ReCiPe進行cradle-to-gate LCA，結果顯示以廢鹼替代工業藥劑可顯著降低環境衝擊與成本。最後依台灣矽汙泥年量推估產氫與經濟效益，證實本流程具減廢、減碳與循環經濟可行性。

■ 創意特色

本作品之亮點在於：以廠內C-0201廢鹼直接取代工業級NaOH，於常溫常壓、低濃度條件下即可高效產氫；最佳化條件顯示0.5M NaOH約30 min 完成反應、平均濃度約37,000 ppm、理論換算效率達83.3%；GC-MS結果亦呈現H₂訊號遠高於O₂，顯示高純度；此外，C-0201廢鹼（含稀釋版）反應初期即可達約75,000 ppm，後續趨勢平穩，證實廢鹼去化矽汙泥並兼具產氫效益。

■ 發展潛能

導入LCA以SimaPro/ReCiPe (E) 進行cradle-to-gate 評估1 kg H₂之環境衝擊：C-0201廢鹼整體影響低於工業NaOH；若於廠內就地反應，運輸負荷可進一步排除，環境優勢更明顯。技術面具備製程簡單、時間短、零廢棄與高效產氫；量化上本技術僅約3.25 kg CO₂-eq/kg H₂，對應淨零趨勢並可同時回收矽酸鈉等循環材料，具備落地導入與規模化商轉潛力。