衔接核融合发电未来,核研所:台湾应先冲刺电浆技术

物理学家为了完成核融合终极目标,走上电浆技术探索之路,披荆斩棘过程中,带动半导体等其他领域发展。原能会核研所认为,台湾现阶段应全力冲刺电浆技术,做好打底工作,当国际上核融合电厂商转梦成真,才有能力衔接导入。

美国加州国家实验室日前在核能融合研究首度完成重大的能量净增益,堪称划世纪科学突破,全球为之振奋,因为核融合发电将不再是天方夜谭。

从手机到离岸风机抗腐蚀电浆物理是功臣

核融合核心技术是“电浆物理”,面对全球暖化倒计时炸弹,各国高喊减碳、冲刺再生能源,台湾海峡一支支离岸风机,要忍受风吹日晒雨淋、抗腐蚀运转至少10年,背后很大技术功臣也来自于电浆物理。

事实上,如今所有工业产品主要技术来源都是电浆物理,从智能手机表面黏接、建筑玻璃隔热膜,到繁复的半导体制程,都有其踪迹。原能会核能研究所物理组研究员陈孝辉指出,以半导体为例,80%皆是电浆制程,能走到先进纳米等级,关键就在电浆技术。

核研所物理组副组长谢政昌分享,早年修电浆物理课的老师,过去在美国普林斯顿大学(与哈佛大学、耶鲁大学齐名)做核融合研究,回来也是利用电浆专业、往半导制程发展。

陈孝辉进一步说,近年国际研讨会讨论核融合发展所需关键技术,第一个即是基础电浆物理,毕竟一旦实验过程出现意外,都要回归电浆物理寻求解决方案,凸显这项技术重要性。

他不讳言,核融合实验资金门槛高,对台湾来说,较可行的做法是等国际成功发展核融合示范电厂时,再从海外引进,“但没有技术能力也无法引进”,台湾应持续扩大电浆物理研究发展、培育相关人才,才能承接核融合电厂运营工作,“现在最重要的是做好打底”。

核研所钻研电浆科技助台厂转型绿色制程

原能会核研所长期致力电浆物理研究,早年着重研究原子核物理理论,1990年代环保议题跃上台面,转而开发友善环境的电浆物理技术,再技转给厂商,协助产业制程升级。陈孝辉举例,过去镀膜技术是使用化学溶剂,产品被欧盟拒于门外,厂商经过技转,不仅成本降低,产值也更上一层楼。

2000年后,核研所专注能源领域开发,谢政昌举例,发展顶级隔热纸,可节省空调使用、电力消耗减幅达20~30%;最新开发的电致变色膜则可控制玻璃颜色深浅,今年获得全球百大科技研发奖(R&D100 Awards),已与厂商合作推广,可应用在汽车、天窗,甚至家用玻璃等,符合当今节能减碳潮流。

谢政昌比喻,假设目前的低温电浆技术是高中程度,台湾有能力发展小型电浆熔融实验研究则像进大学,当可更进一步做到融合反应产生就算考上研究所,“真的要到发电程度就是博士班”。

陈孝辉回忆,当年从美国物理系毕业,教授发信说明为何要从事核融合研发,为了追求这个巨大目标,教授当初列了快一百项技术,包含材料、温度控制、电浆理论、模拟程序等,这些技术后来通通都应用到其他领域。

看似无心插柳,但延伸效益不菲,半导体即是铁证。“走回头路”是最好的准备,于此同时,人才弹药也需足够,物理组副研究员陈恩仕认为,要吸引年轻人投入电浆技术,当务之急是勾勒出产业前景,“现在台积电之所以这么势头猛,就是因为工作需求大,所以很多人去念电机电子”,由市场端塑造产业正面氛围,学生自然愿意投身学习。

(首图来源:pixabay)