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半導體產業高度仰賴水資源,但製程中產生的含氟廢水因處理與再利用不易,長期被視為高成本、高負荷的環境挑戰。在國科會支持下,國立臺灣大學環境工程學研究所特聘教授侯嘉洪研究團隊成功開發的「電驅動分離濃縮技術」,將原本難以利用的低濃度含氟廢水轉化為可再利用的循環資源,為半導體產業推動廢水資源化與淨零轉型帶來重要突破。
含氟廢水廣泛存在於半導體及電子製造製程中,尤其低濃度含氟廢水過去多採化學加藥沉澱方式處理,使氟離子形成氟化鈣污泥,不僅難以回收利用,也增加污泥清運、後續處理及碳排放負擔。為突破此一瓶頸並加速技術落地,研究團隊攜手長期深耕半導體含氟廢水資源化處理的鋒霈環境科技公司,導入薄膜電容去離子技術(Membrane
Capacitive Deionization,
MCDI),發展低濃度含氟廢水濃縮新策略。該技術透過電場驅動離子移動與吸附,可有效去除並濃縮水中帶電離子,具備無須添加化學藥劑、不產生化學污泥,以及模組化設計與高回收潛力等優勢。
國科會表示,目前團隊已建置實驗室等級系統,每日可處理約100公升含氟廢水,成功將低濃度含氟廢水濃縮至可供冰晶石製備的濃度範圍,並完成系統整合及實廠測試,驗證其資源化可行性,為半導體產業邁向低碳排放與循環永續發展提供嶄新解方。
為進一步驗證技術放大及實際導入的可行性,研究團隊將系統規模擴增10倍,建置每日可處理1噸廢水的電容式氟離子濃縮套裝系統,為產業應用邁出關鍵一步。研究顯示,透過材料優化,以石墨片取代傳統金屬集電材料,不僅可提升系統穩定性與耐久性,也能顯著降低碳排放。生命週期評估結果指出,每回收1毫克氟離子所產生的碳排量,可由0.098公斤二氧化碳當量(kg
CO₂-eq)降至0.008公斤二氧化碳當量,展現技術在減碳與永續設計上的顯著成效。
國科會說明,研究團隊於臺大竹北校區設立「Net Zero WaterTech
Hub」,並與鋒霈公司共同建置合作實驗室,作為技術展示、產學合作媒合及人才培訓的重要基地,讓研究成果從實驗室延伸至產業現場,串聯技術驗證、人才培育與應用推廣等關鍵環節,加速推動水資源循環利用與綠色產業轉型。