舊手機、電腦螢幕都能回收再生?這 10 人做出德國大廠嚇一跳的科技

舊手機、電腦螢幕都能回收再生?這 10 人做出德國大廠嚇一跳的科技 全球前三大面板王國台灣,一年製造近一座巴黎鐵塔重的廢棄面板,除了碾碎做建材,剩下的去處就是掩埋。但有一組 10 人團隊,卻完成連液晶原廠默克集團都認為極困難的事情,把廢液晶回收再生。不只讓台灣面板廠一年可省 10 億元,還把這個科技輸出國際,讓台灣對世界環保也有貢獻。他們是怎麼做到的?「全世界的液晶供應商都很納悶,台灣怎麼能回收液晶?」環保署資源回收管理基金管理會副執行秘書宋欣真說,液晶材料研發歷史超過百年,德國默克集團等國際大廠是主要生產商,也是台灣面板廠最大進口來源,廢棄面板中的液晶得以妥善回收再利用,這對供應商來說是件很困難的事。這個謎題直到去年才解開。幫面板廠省下超過 10 億元採購費用工研院研發的「廢液晶面板再利用處理系統」,獲得有「科技業奧斯卡獎」之稱的全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards),不僅讓廢液晶再生,重回製程使用,估計每年可替一家面板廠省下逾 10 億採購費用,更把廢玻璃變成新材料,解決土壤與水污染問題。一片面板,從外頭的玻璃到裡頭的液晶,都能再利用。這對台灣來說,也提高了廢棄面板的價值與利用。根據聯合國統計,2016 年全球產生 4,470 萬公噸電子廢棄物,重量相當於 4,500 座巴黎鐵塔,其中超過八成都變成垃圾,未經妥善處理。而電子產品中的關鍵零組件──面板,台灣更是全球前三大生產國,每年廢棄面板多達 8,000 噸,除了掩埋一途,頂多經由碾碎,把玻璃製成建材,經濟效益並不高。「我們的(面板廠)良率是全球最高,技術也很好,但該怎麼處理廢棄面板,一開始是摸不著頭緒,」工研院材料與化工研究所副組長洪煥毅坦承。尤其,液晶為影響面板技術演進的關鍵材料,台灣長期仰賴進口,1 公克液晶價格約 5 美元,每年面板廠仍花將近 300 億向默克等大廠採購。有辦法回收液晶嗎?該怎麼做,才能提升生產效益,又兼顧環保?由洪煥毅領軍的工研院 10 人團隊,花逾 10 年研發一套回收處理技術,替產業解決痛點,是一開始的出發點。一舉兩得:省錢又環保洪煥毅回憶,當時他到一家面板大廠參觀,研發人員帶他走進一間不到 20 坪的房間,架子上擺滿無法使用的廢棄液晶,「光這些就價值 20 幾億」,雖然液晶材料只占面板生產成本 3% 左右,但對面板廠來說,若把不要的液晶回收再處理,重新導入製程,便能直接節省採購成本,還解決廢棄物處理問題,一舉兩得。於是,工研院便著手開始研究,如何回收處理廢棄液晶,但馬上就遇到難題。「要突破每一項技術,至少都得花 3 到 5 年時間,」工研院材料與化工研究所研究員呂健瑋回憶。▲ 液晶面板回收再利用的技術複雜,光是萃取液晶的技術,工研院就花費 10 年的時間才研發成功。他說明,目前回收液晶的主要來源有兩類,一是製程中的不良品,二是電子廢棄物裡液晶,但一片面板只有幾公釐,裡頭卻有超過 10 種材料,把兩片玻璃基板分開後,還得把其他材料排除,才能把液晶萃取出來,光這項技術的研發就將近十年。取出液晶後,下一道關卡則是如何讓它「變乾淨」。難度之高,連液晶原廠都認為不太可能。液晶百百種,回收難度高台灣區默克集團董事長謝志宏說,由於液晶是客製化產品,不同規格面板使用的液晶配方都不同,光默克銷售的液晶就多達上百種,每種液晶的成分也不一樣。尤其,愈高階的面板對液晶純度愈講究,「要把它全部一起回收,經由處理再回去利用,基本上很困難,」謝志宏說。因此,為了挑戰不可能任務,工研院透過蒸餾、吸附、過濾等程序,排除液晶中的雜質,設法提升其純度到 ppb 等級,代表其中雜質含量不能超過十億分之一。當面板規格提升,液晶配方跟著調整,純化技術也得精進,經過反覆驗證,才分析出各種液晶成分,調配成符合面板廠需求的產品,「這也是到現在國外都沒有人能做的原因,」呂健瑋説。但,技術雖難,要讓技術走出實驗室更難。洪煥毅坦承,雖然前後歷經多年研發,也申請好相關專利,起初卻沒有面板廠願意採用,「往往都要靠在業界的關係,拜託人家幫忙,讓我們試一試。」因為對業者而言,如果採用回收處理後的再生液晶,造成產品品質出問題,更是得不償失,加上進行技術驗證需要停下產線,一旦停工,「一天一條產線的產能(價值)是 6,000 萬,有誰願意冒這個風險?」後來光導入製程試產就等了一年時間,但也因為終於有第一家面板廠採用,其他業者才願意跟進。台灣面板雙虎之一的群創光電,也在去年正式和工研院簽約,預計兩年內在台南 9 座廠房導入廢液晶回收系統,目前相關設備正在建置中,把廢棄面板中的液晶分離出來,再回到製程使用,預估一年可節省數億液晶採購費用,也解決過去掩埋、磨碎用於混凝土添加劑等處理方法可能造成的污染問題,讓面板的生產過程更環保。城市礦山:廢物還能吸廢物現在,這套系統一年可處理 1,000 噸廢液晶面板,剩下的廢玻璃,還可以做成奈米孔洞吸附劑,吸附廢水和土壤中的重金屬,改變傳統混凝沉降做法,目前已在彰濱工業區的電鍍專區試驗。「這代表廢棄物不僅能回收再利用,還能拿來解決別人的污染問題,落實『城市礦山』的概念,」宋欣真說。▲ 工研院研發的系統可回收廢液晶碎片中的液晶,其中的廢玻璃可進一步製作成工業廢水吸附劑。然而,對面板廠來說,當液晶可以回收再利用,進一步節省成本,自然是件好事,謝志宏從客戶的角度看待,認為一切都很合理,「我們站在環保的觀念來講,是不要浪費沒錯,畢竟每滴液晶都是成本,能夠回收,對業者來說當然有效益。」他表示,該技術目前對默克並未造成太大影響,未來也會持續和面板廠合作研發,開發新技術與應用,提供符合其需求的產品。台灣好技術,讓國際都受益原本被當成垃圾的廢棄面板,也能創造新價值。如今,工研院還將技術輸出到美國,協助國外業者取出面板中的液晶,讓廢玻璃有更多用途,嘗試用更環保的方式解決電子廢棄物問題。「雖然直接受益的看起來是台灣面板廠,更積極的意義是,全人類與環境都受益,因為垃圾、污染源都減少了。」洪煥毅說。當電子產品複雜度愈高、汰換速度愈快,如何妥善回收再利用,將成為各國關注的議題。尤其台灣是面板、半導體王國,當未來各種智慧裝置愈來愈多,必然製造更多的電子廢棄物,如果能突破技術門檻,發展相關回收系統,對台灣而言,絕對是一門一舉數得的好生意。 本主題由 論壇小幫手2 於 2018-10-8 10:30 審核通過 公告 [站點廣告]全民奪寶-第7屆

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