(2018年成果)
子計畫八：綠能設施開發
主持人：宋振銘
團隊成員：楊錫杭、林俊良、許志義、汪俊延、賴盈至
  
(1)農牧場導入多樣的再生能源與產氫、儲能技術，結合循環農業與生態農業促進永續發展，結合現有太陽能、汽電裝置，達到能源分散互補之效。更將上述能源利用與轉換技術成功運用於電動汽車無線充電與剎車技術研究，並已取得一定成果。

1.農牧場用電設施改善與能源循環利用系統建構
  1. 溫室結構與設備節能改善，溫室環控能源使用模式之推衍、驗證與應用。
  2. 農牧場廢棄物能源熱電轉換系統，提供電力供農牧場使用，亦可產出熱風，供溫室等設施使利用。
  3. 小型區域再生能源分散型發電系統整合。
2.相關能源運用技術應用於電動汽車無線充電與剎車技術利用能源轉換技術，將電能轉換為動能的技術應用於電動載具剎車。利用能源轉換技術，發展無線充電兼具資料傳輸功能應用於電動汽車。

圖一 能源擷取旗幟擷取風能

 (2)建立永續農業綠能設施與虛擬電廠之成本效益分析之架構與方法

1.參與者檢定(Participant Cost Test, PCT)
​        參與者檢定的概念係用評估參與者在執行農業綠能設施所產生的效益與成本。
2.社會成本檢定(Social Cost Test, SCT)
​        透過社會成本檢定進行整體系統效益評估。社會成本檢定計算了外部性的影響，排除租稅扣抵的部分，並且以社會折現率取代一般財務分析所使用之資本市場折現率。社會成本檢定的效益項額外考量該系統之專利產出等其他無形之效益，例如節能減碳效益，所謂減碳效益則可由每度電之排放係數(Emission Factor)與歐盟排放交易體系 (European Union Emission Trading Scheme, EU ETS)市場價格推估，將無形之減碳效益貨幣化(Monetization)。

(3)綠能設備的開發
        本年度研發成果「可以擷取不規則與低頻機械能源的能源擷取布料與自驅動的軟性感測器」，共發表了兩篇國際期刊；第一項的成果可用來擷取風、雨、生物運動的機械能，並且可以將其轉換成可以用的電能，該成果是文獻中第一個不怕水氣的能源擷取元件，成果發表於國際先進科學期刊(Advanced Science (IF=12.441))；另一項可發電、自驅動的柔性元件，不僅可用來擷取生物皮膚觸摸的能量，也可以用作機械上的自驅動感測器，該成果發表於國際先進材料期刊(Advanced Materials (IF=21.9))，並獲得科技部的未來科技突破獎。

(4)農牧廢水再利用發電與淨化處理
        主要開發農牧廢水與類共晶鎂合金或廢鎂鑄塊產氫反應透過氫氣引擎發電供給牧場用電，並藉由鎂與農牧廢水間的化學反應迅速降低農牧廢水SO42-及PO34-等陰離子，以期縮短農牧廢水之排放前處理時間。可分為兩主題執行，其成果如下：
 
1.農牧廢水與類共晶鎂合金產氫
​        以不同類共晶鎂合金於模擬尿液(農牧廢水之替代品)中順利進行產氫實驗，氫氣產量每克類共晶鎂合金(Mg-1Cu)最高可達到900 毫升。我們也藉由不同的類共晶鎂合金組合，建構出可以連續供給氫氣達11小時(40公升)的產氫模式。
2.廢鎂鑄塊對農牧廢水的淨化處理
​        本團隊以廢鎂鑄塊於農牧廢水(興大農資院畜產試驗場牛隻欄舍清洗廢水)中順利進行產氫，實驗過程中農牧廢水外觀由墨綠色轉變為透黃清澈狀。由層析儀分析廢水反應前後陰離子濃度，經後廢鎂鑄塊處理之農牧廢水陰離子濃度皆下降至接近可排放標準。其淨化時間約24小時，小於傳統三階段廢水處理時間(72小時)。
 
圖二 廢鎂鑄塊對農牧廢水的淨化處理過程
 
圖說：中興大學材料系助理教授賴盈至（右2）團隊，研發出一款具有自主感測功能的軟性機器人
中興大學材料科學與工程學系助理教授賴盈至團隊，研發出一款具有自主感測功能的軟性機器人，如同人類的皮膚，能主動感知外部的刺激狀態並即時作出反應。更特別的是，它的感知能力不需要電池驅動，而是靠大自然的靜電原理進行，研究成果本月刊登於國際知名期刊《先進材料》（Advanced Materials）