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[信息] 智能设计与节能生产系统之开发与应用

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发表于 2008-12-2 09:40:22 | 显示全部楼层

智能设计与节能生产系统之开发与应用

智能设计与节能生产系统之开发与应用节能材料-可挠式电致色变元件
  逢甲大学研发处因鑑于整合逢甲大学研究能量之重要,于86学年起规划推动以研究群机制方式投入研究之校级卓越计画。在2002年所核定之校级卓越计画中,「智能设计与节能生产系统之研究与开发计画」是由工学院最具有研究特色之团队进行研究。由工学院化工系及能源资源中心节能材料组为主之研究群(吴石乙、詹志洁、袁维励及林永森教授等)所执行之子计画一「电致色变材料製备之智慧型遮光窗户」为一具有节省能源效率之智慧型遮光窗户(Smart Window),主要是藉由提供低电压(5伏特以下)来驱动由电致色变材料所製备之电致色变元件,藉由控制所提供之负电压及正电压,使电致色变材料所製备之电致色变元件得以由透明转变成蓝色或由蓝色转变成透明,因此在夏天阳光普照的时候,可调整电致色变元件为蓝色,即为低光穿透率之状态,以减低太阳光照射造成室内温度的提高,因而减少冷气使用量;而在冬天时,则调整电致色变元件为高光穿透率状态,以增加太阳光之照射,使室内温度提高以达到减少暖气之使用量,如此依外界之光线强度来调整电致色变元件之光穿透率,将可达到节省能源的效果。所以在能源短缺之今日,电致色变元件遂成为节省能源之一利器。

  目前虽已有许多公司如Gentex、Donnelly等已能提供电致色变元件,然而目前之电致色变元件不仅价格昂贵,而且均侷限在玻璃基材之电致色变元件,因而使得玻璃基材之电致色变元件在取代传统窗户来作为智慧型遮光窗户时,需要通过窗户之安全性验证,使得电致色变元件至今仍无法被大量採用。工学院化工系及能源资源中心节能材料组之电致色变研究群遂提出一「可挠式电致色变元件」之构想,希望能提供可贴合在传统窗户上之「可挠式电致色变元件」,使一般传统窗户得以达到具有「智慧型遮光窗」之效果,另外,因「可挠式电致色变元件」可藉由roll to roll方式来生产,因此可提供具低价格成本之「可挠式电致色变元件」,一旦「可挠式电致色变元件」经研究开发成功后,将可被广泛使用在「智慧型遮光窗」上。

  对于「可挠式电致色变元件」之应用而言,因其具有着色记忆特性,在提供数伏特之负电压着蓝色后,可维持蓝色达一週以上,若能藉由微影技术将一些显示文字、数字及图片所需之微小化阵列线路製作出来,将可扩大应用在电子纸(e-paper)及智慧型RFID之应用上。电子纸最主要是被研究用来取代传统之报纸,藉由可捲成如一支笔之「电子报纸」,在读者需要阅读新闻时,将可挠式显示萤幕拉出,在按下开关按钮后,即可经由无线传输来阅读新闻,电子纸之发明可减少报纸之使用,进而减少树林被砍伐,使得自然资源得以保存。电子纸所使用之可挠式显示萤幕,除需具有可挠性外,亦必需具有非常节省能源之显示萤幕,目前尚处于研究阶段。智慧型RFID可视为小型之电子纸,在物品需要隐藏其相关资讯时,「可挠式电致色变元件」可处在去色透明态,而在需要检验相关资讯时,则可处于着色蓝色态。此类物品为携带式小巧产品,所以需在物品上配置可挠式电池,此外物品大部份具有曲面,所以亦需具有可挠性。「可挠式电致色变元件」不仅具有可挠性,且在着色及去色时仅需数伏特之负电压及正电压来驱动,因此可与太阳能电池结合使用,尤其在电池取得不易之偏远地区,更显出「可挠式

  电致色变元件」具备节省能源特性之优点。

  目前研发之「可挠式电致色变元件」去色态透明时之照片及其着色态蓝色时之照片如前页图所示,同时亦显示出「可挠式电致色变元件」具有良好之可挠性,而其光调幅(LightModulation),即去色态透明时之光穿透率与着色态蓝色时之光穿透率差异更可达50 % (450 nm)以上,且「可挠式电致色变元件」之寿命则经验证已可达数万次以上,目前正加速将「可挠式电致色变元件」商业化的脚步,使得逢甲大学及产业界达到双赢之成果。

  工学院校卓越计画团队/林永森教授提供



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