校園松果啟發 清華團隊廢木做電池負極 中興大學AI養黑水虻

一粒松果可以變電池負極材料？國立清華大學研究團隊從校園常見的松果得到靈感，研發以松果製成的電池負極材料。研究的一項突破，是找到一種無毒、便宜的化學改質方法（chemical modification），改變木材結構，有助把台灣當地剩餘資材轉化為有價值的產品。此外，國立中興大學的研究團隊發明一套高科技飼養黑水虻技術，較傳統人力飼養方式成本更低、消化廚餘效率更高。兩個項目均在「2026淨零排放科技國際競賽」奪得季軍。

尋找木材中的「天才」

國立清華大學材料科學工程學系副教授林姿瑩形容，在材料科學的世界，並非所有木材都適合製成電池負極材料，要找出最適合的木材種類，就需要不斷試驗，「我們在材料的選擇當中，材料天生的特性──它是怎樣的『天才』？後來會直接影響並決定它到底適合做鋰電還是鈉電。」

最初引起林姿瑩團隊興趣的，是清大校園常見松樹掉落的松果。松果以往被用作工藝品，但團隊思考「這個東西是不是可以拿來做研究？」便帶回實驗室研究，結果發現松果同時適合做鋰電和鈉電的負極材料。

林姿瑩說，現時團隊收集30種來自不同地區、不同種類的生質物樣品，希望挑選出製作簡單、成本低、又達到一定效能的材料，「我們並不是拿一些非常昂貴的製程技術，或是添加昂貴的材料或有毒的東西。我們當然有進步的空間，但我們已經用其他的方式，盡量達到永續或綠色的概念。」

從木料到電池負極片

要將木材製成電池的負極材料，中間需要經過多重工序。

研究團隊成員、清華大學材料科學工程學系博士生曾暄凱解釋，首先要把木材破碎、過篩，再以化學改質方法改變木材結構，使其形成適合用作電池負極材料的結構，最後經過碳化，製成電池負極材料。

整個過程關鍵是化學改質，團隊找到一種無毒、便宜的化學處理方法。曾暄凱說：「加了這個之後，在比別人更低溫的地方，燒到跟人家一樣的結構，並跑出一樣的性能。」由於團隊正申請專利，所以未能公布具體細節。

他指出，外國公司製造硬碳所需的原材料主要依靠進口，團隊希望善用台灣在地的農業廢棄木料，把以往焚燒或堆肥處理的廢棄物，變成有價值材料。團隊以目前性能最好的日本硬碳產品（Kuraray）為目標，相關產品每公斤售價可達900元台幣。

曾暄凱表示：「過往甚至需要花錢請人家處理（農業）廢棄物，所以對於我們來講，原物料端是非常便宜的，只要我們有辦法把處理過程成本減低的話，其實我們的成本是有機會壓到非常低的。」

團隊的研究在「2026淨零排放科技國際競賽」的能源組取得季軍。林姿瑩表示：「了解每種生物質的適才適性，是真正實現永續循環高值化的預備功課，這也是我們團隊未來會一直進行的主題。」

高科技養黑水虻

廢木材以外，台灣每年產生逾50萬噸的廚餘，成為社會必須面對的廢物議題。國立中興大學土壤環境科學系終身特聘教授林耀東與昆蟲學者合作，設計一套由人工智能訓練、自動化培養黑水虻的技術，可加快消化廚餘的效率。

台灣一直有黑水虻飼養產業，傳統模式是讓黑水虻幼蟲以廚餘、動物糞便、動植物屍體等腐爛有機物為食，工人需要定期用手去翻動有機物，避免黑水虻因悶熱死亡。

中興大學的團隊設計一個巨型直立式多層飼養槽，最初把黑水虻幼蟲放在最頂層，機器每隔一段時間轉動通風，待幼蟲長大一點，就會轉到下一層更寬闊的飼養槽，幼蟲經過14日飼養後到達最底層，即可進入收成階段。

林耀東解釋，研究的關鍵是找出最有效率的飼養方式，團隊運用人工智能分析幼蟲的活動力和生長速度，再分析廚餘最佳的水分和油脂比例。

他自豪地表示，透過自動化和人工智能技術，大大減省傳統飼養所需的人手，「我們只要一個人就可以監控所有的廠。」

全身是寶的黑水虻

林耀東指出，黑水虻的用途十分廣泛，油脂可煉成航空燃油、昆蟲含有的幾丁質可作為抗菌材料、蛋白質可製成寵物飼料、蟲糞用作肥料。

他分析，傳統養殖黑水虻很難吸引年輕人入行，未來必須要規模化養殖，當技術成熟後，這個產業可擴展至亞洲其他地方，「我們人不用去，設廠到那邊去，因為他們的有機物更多，我們只要在這邊控制，再把油收回來就好了。」

團隊的研究在「2026淨零排放科技國際競賽」的永續組取得季軍。