細節決定整體:索爾維特種聚合物技術推動新能源科技邁向未來

作者 | 發布日期 2015 年 09 月 25 日 14:30 | 分類 能源科技 , 航太科技 , 電池 follow us in feedly
energytrend 配圖

全球首架太陽能飛機「陽光動力 2 號」(Solar Impulse 2)於 2015 年 3 月 9 日從阿布達比起飛,寫下了能源科技的歷史——17,428 片太陽能電池搭配鋰電池儲電系統,讓陽光動力 2 號順利飛越了半個地球。索爾維特種聚合物事業部(Solvay Specialty Polymers)所供應的六千餘種化材部件,維繫著陽光動力 2 號穩定且持續的運轉。



「現在的 Solar Impulse 2,彷彿百年前萊特兄弟的飛機試飛。」提及陽光動力 2 號,索爾維特種聚合物全球事業部亞太區總裁杜志仲博士將其描述為「對新材料與新技術之應用的鼓勵」。索爾維特種聚合物事業部從 2003 年開始與陽光動力號項目展開技術合作;其高性能的化工材料,滿足了陽光動力號的特殊需求。機翼上所鋪設的 IBC 高效太陽能電池以索維爾特種聚合物事業部所研發的 ECTFE 蒙皮取代玻璃,有效減輕重量,且耐高低溫、防水、透明度佳。此外,陽光動力 2 號配備的鋰電池採用索爾維 Solef®PVDF(聚偏氟乙烯),大幅提升電池的電化學穩定性,並可在高溫環境下運作,既輕又不影響機械完整性。

索爾維特種聚合物事業部也為陽光動力 2 號的機身、螺絲、汽缸、艙門、起落架等內外構造提供多樣化的化材產品。在輕量化的絕對前提下,這架史無前例的新能源飛機順利在地球上空日夜巡航,並降落在夏威夷準備過冬。

Solvay Specialiy Polymers

▲ 左起為半導體業務全球市場總監何家強博士、亞太區總裁杜志仲博士、台灣及東南亞地區銷售總監張駿。(Source:Solvay Specialiy Polymers)

新能源產業的幕後英雄:高科技化材

化工材料雖不如零件具體,但卻在科技產品中扮演關鍵的角色;產品整體性能的展現,往往決定於化材技術之細節。索爾維特種聚合物事業部認為,以太陽能為首的新能源產業代表技術的新發展;基於「asking more from chemistry」的企業理念,索爾維特種聚合物事業部積極投入研發相關化材,致力於為新能源產業提出創新的解決方案,且以儲能系統與太陽能為主要的發展方向。

  • 儲能技術

索爾維今年在亞洲成立了鋰電池全球事業部,旨在為鋰電池研發新產品。鋰電池是目前最被廣泛採用的儲能系統,陰、陽極之間的隔離塗層之性能關係到電池的安全性、充放電效能以及持久性,對材料技術的需求很高。索爾維特種聚合物事業部的經典產品 Solef®PVDF 具耐高溫、抗腐蝕、增加充放電週期等特性,加上安全性高,能讓鋰電池的效能發揮到極致。

此外,杜志仲博士也提及鋰電池電解液的研發工作。索爾維鋰電池事業部正與日本、南韓等地的鋰電池領導廠商合作,目標是發展出導電度更好且安全性更佳的鋰電池導電液。氫燃料電池(fuel cell)所必需的隔膜材料,亦為索爾維特種聚合物事業部發展的目標之一。

  • 太陽能技術

陽光動力 2 號可說是索爾維特種聚合物事業部在太陽能技術方面的發展結晶。杜志仲博士強調:「替代能源相關的產品、材料很廣泛。技術的需求會引發材料的進步,而材料科技的發展,又會推動新的設計。這有點像是雞生蛋、蛋生雞的問題,但也表示材料科技與能源技術會彼此刺激成長。」

太陽能發電技術已逐漸成熟,未來將以更高的性價比為主要發展方向,而更高的性價比往往來自更穩定、更高效的發電設備。在太陽能發電方面,索爾維特種聚合物事業部以其專長的材料科技為基礎,提供各種優良的封裝材料,以及製程中可採用的研磨粉等產品。其中,索爾維特種聚合物事業部提供給陽光動力 2 號的含氟背板材料 ECTFE,就能讓模組商生產表現更優良的模組。

Halar®ECTFE 蒙皮可取代光伏模組正面的玻璃,透光度佳,不會影響矽晶電池本身的發電功效。除此之外,Halar®ECTFE 具高度機械強度,不易毀損、變形;與玻璃相比,它的化學物質抗性更高,重量也更輕盈。惟其較為昂貴,因此雖已實際應用於陽光動力 2 號,但目前還未進入商業化階段。

技術進步但難以商業化的產品是否代表沒有市場?共同受訪的索爾維特種聚合物事業部台灣及東南亞地區銷售總監張駿笑答:「等到需求產出之後,索爾維的產品就能進入市場。即使目前還難以商業化,但這一百多年來,索爾維都是這樣經營的。」其回應反映了索爾維「以技術帶領進步」的研發精神。

  • 新能源展望

杜志仲博士提及,除性價比外,替代能源最重要的是輕量化及穩定性。索爾維特種聚合物事業部看好再生能源的發展趨勢,尤其認為電動車後勢可期。電動車的最終目標是全面採用鋰電池,並且由再生能源供電,索爾維特種聚合物事業部也就此持續進行研發工作。

針對足以稱為「次世代」的新能源產品,杜志仲博士認為,這些產品除了上述性質之外,更要具有輕薄、保護性佳、轉換效率高、更環保等特性,而技術需求極高的水性材料(water-form solution)就是關鍵化材之一。水性材料能避免現行的溶劑所帶來的環境污染,索爾維特種聚合物事業部已有水性材料之技術研發,且開始進行測試,可用於背板、封裝、隔離膜等,已有不錯的迴響。

在與 EnergyTrend 訪談時,杜志仲博士提及一個全新的再生能源發電技術:滲透壓。藉著液體之間因化學性質差異而會產生滲透壓的特性,若在差別液體間安置薄膜,即可透過正、逆滲透壓之變化來發電。杜志仲博士表示,若在日本全國的河川出海口採用這種滲透壓發電,其發電量約等同 8 座核電廠。目前,索爾維特種聚合物事業部正與新加坡大學等世界領先的研究團隊合作,嘗試發展這種全新的再生能源發電方式。

Solor Impulse 2

亞太市場發展策略

從訪談中,我們發現索爾維特種聚合物事業部十分著墨於亞太地區的發展。杜志仲博士對此表示,中國是目前最大的汽車生產國與消費市場,同時亞太地區也是太陽能面板最主要的生產區域,鋰電池的發展也有目共睹,商機顯著。索爾維特種聚合物事業部十分留意此處的發展狀況,在日本、南韓、中國、台灣與東南亞地區都有商業布局。

目前,索爾維特種聚合物事業部共有超過 1,500 種產品,市場涵蓋全球。其中,又有九成以上的產品市佔率高居全球同種類產品的前三名。此一地位始自索爾維特種聚合物事業部之技術研發以及市場經營,能為客戶提供優秀的解決方案、創造更高價值。

為就近接觸亞太市場,張駿指出,索爾維特種聚合物事業部已在亞洲成立實驗室以及生產基地,並把高分子合成技術從歐洲陸續轉移到亞洲,也會在亞洲進行化材研發工作。

該公司的市場發展策略主要分為兩大面向:技術領先、策略合作,同時輔以對市場脈動的精准掌握,以推廣材料應用。索爾維特種聚合物事業部格外強調客戶關係;透過良好的客戶關係,索爾維特種聚合物事業部能更瞭解客戶的需求、洞察市場,並藉由相互合作來研發更具未來性的產品。 

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