23 給白雪公主之吻
單位:逢甲大學電機工程系
隊長:童世承
隊員:賴亞咸
團隊介紹

逢甲大學創業教育發展中心推動校園創意開發,成立「創意開發銀行」(Idea Development Bank, IDB),致力於結合教學、研究與創業育成,希望把教師、學生的創意點子進一步開發,達到技術商品化。結合學生的專題,逐步進行理論探討並進行產品實驗。
IDB委員將減低蓄電池造成環境污染的努力稱為「回收影子計畫」,並開始進行相關技術的整合與研發,遂誕生本「鉛酸蓄電池修復技術」的研發團隊(有兩位學長剛入伍,數位學弟剛加入。)團隊發現,過去被廣泛使用的鉛酸蓄電池,只因陰極板硫化問題就被早早報廢,電池只是「睡著了」而已,並未死去!團隊提出的「鉛酸蓄電池修護技術」使被報廢的電池再獲得重生,就像白馬王子以吻喚醒睡美人一般,遂將此次參賽的隊名訂為「Kissing Snow White」。

創新動機
廢棄電池塑膠殼碎片

鉛酸電池具有高續航力、快速啟動電流、高蓄電量以及價格低廉等特性,使得鉛酸電池無法被其它的充電電池所取代。但是,在製造鉛酸電池與回收鉛酸電池的過程中,容易產生鉛的接觸與吸收,對於人體的危害非常嚴重。過去10年來,國內鉛酸電池的報廢數量,逐年攀升,更凸顯此項問題的嚴重性。

廢棄爐渣

鉛酸蓄電池極板硫化的問題,是造成電池被提早報廢的最主要原因,雖時有克服的技術提出,但似乎成效有限;尤其,全球每年鉛酸蓄電池約有60億美元的市場,研發一種有效的技術得以延長鉛酸電池的使用壽命,不但對環境保護具有極大助益,更是商機無限,此深具「益義」的前景,引發本團隊創新的動機。

創新過程

藉由過去實驗室所研發的經驗,研發鉛酸電池的脈波充電電路,減少鉛酸電池的硫化速度。同時,研發高頻率、多頻、高電壓的脈波電路,實現快速且定功率的充電功能。

鉛酸電池修復前後比較

不同於市售的鉛酸電池修復儀,本團隊自行開發設計具有稀硫酸溶液進行奈米化處理,使得電池在高速度充電過程中,不會增加電池溫度。另一方面,利用脈衝的高電壓將空氣介質產生崩潰,同時將空氣解離為離子狀態並且儲存於碳材料之中,即可藉由放電過程將碳材料所儲存的電荷量導入鉛酸電池進行電池的充電,以利硫酸鉛的還原反應。因此,本團隊自行研發且實現,利用多孔質的泡棉碳材,結合本設計的高頻率、多頻、高電壓的脈波充電電路,設計出高電流、高頻率、多頻的低耗能且快速修復鉛酸電池的裝置。

作品介紹

1.將電池中的稀硫酸溶液進行奈米化處理後,稀硫酸溶液會產生奈米級粒子。在奈米級粒子的作用之下可以修飾電極觸媒以及增加電極上的活性比表面積,即可改善電池充放電之特性,使電池不僅在充電速度與效能方面得到提升,而且在快速充電過程不會增加電池溫度。因此,對於電池的使用壽命與穩定性具有提升的效果。

2.本設計系利用脈衝空氣介質的放電技術來消除電極板上的「假性電量」現象。 本技術系使用脈衝空氣介質的放電技術產生離子體,先行使電池中的水分子解離,以利硫酸鉛的還原反應。同時由於離子產生電路上的受體材料為非線性電阻,在等離子產生的過程中伴隨產生高頻諧波電流。因此,在離子體與高頻諧 波電流兩者的作用之下,可以快速消除電池內的「假性電量」現象。