減少關鍵原料的依賴:稀土的減量與替代

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隨著電動車普及率增加,佔比也隨之攀高,預估2030年全球電動車銷售量上看3,000萬台。電動車指標車廠特斯拉(Tesla Inc.)已嗅覺原物料供應鏈至關重要、是競爭優勢的來源,為此已開始佈局往上游移動、跨入原物料領域,其他汽車業者預料也會跟進。電動車對稀土的需求比傳統車型多25倍,例如豐田汽車製造一台電動車Prius就需要25公斤的稀土,而普通的內燃引擎汽車僅需一公斤左右。在電動車電池等高科技產品的需求年年增加之際,稀土需求飆升,製造商不得不受限於稀土的供應源。然而,2018下半年,中國調降36%之稀土開採、提煉配額,此舉給世界各地的製造商造成恐慌,驅使各國開始尋找新的替代方案,加速開發稀土...

氫能於淨零碳排占重要地位:全球氫能發展預估及我國發展策略簡介

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國際能源署(International Energy Agency, IEA)指出若於2050 達成淨零排放目標,氫能需至少占整體能源使用13%;2022 年3月台灣國發會發佈「2050 年淨零碳排路徑圖」亦提及未來我國2050 年電力供給,氫能需佔比9-12%,以達到整體電力供應的去碳化。由此可見,氫能,尤其是綠氫,是一種淨零排放的能源形式,可以應用於各種領域,包含能源生產、交通運輸、工業製造和許多其他領域,為各國實現永續發展目標的關鍵要素。 勤業眾信(Deloitte)近期發布了《綠氫如何重塑全球能源格局:全球氫能源市場展望》報告 (下稱《報告》),根據Hydrogen Path...

再生能源政策跳票,台灣能源發展危機四伏

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溫室氣體效應導致氣候變遷,已經被公認為人類所面臨最大的危機,減少碳排達到碳中和或零碳排,已是無法迴避的挑戰。環顧國際現況,美國、德國、日本正在檢討能源政策是否轉向;而自從蔡英文政府2016年執政以來,減碳及廢核便成為台灣能源轉型的目標,也讓台灣成為目前全球唯一還在堅守非核家園的國家。然而,再生能源政策已階段性跳票並延期到2026年,要取代煤炭發電的天然氣價格又一直飆升、核能現在又不是選項,政府不得不正視台灣能源發展正面臨迫切的危機...... 先來看看政府的能源轉型政策。國發會在2022年3月底公布台灣2050年淨零排放路徑,提出再生能源發電占總發電量達到60~70%目標,並搭配9~...

稀土在發光材料上的各類應用

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稀土發光材料已廣泛應用在影像顯示、半導體照明、新光源、雷射晶體、閃爍晶體、X射線增光螢幕等各個領域,成為節能照明、訊息顯示、醫學設備、光電探測等領域的關鍵材料,以下就稀土與發光材料知識的基礎上,闡述介紹照明裝置及LED用稀土發光材料、醫學設備稀土發光材料(含X射線、閃爍體)、稀土長餘輝發光材料、電致發光等各種稀土發光材料的專利應用。 照明裝置用稀土發光材料 稀土發光材料的應用領域中,照明是其應用最廣泛的領域。照明系統之螢光粉效能和流明維持率(lumen maintenance)可採用合適的離子,例如稀土離子,摻雜螢光粉而得以提高。因為稀土離子通常具有比晶格缺陷更高的載流子(charge...

2024年全球汽車市場小幅成長2.4%、新能源車將維持穩定增長

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拓墣產業研究院近日發布2024年全球汽車產業動態及2025年趨勢預測,2024年全球汽車市場(包含燃油車、電動車)銷售量預估小幅增長2.4%,且2025年汽車市場需求預計增加有限。 主要汽車市場趨勢 中國在2024年實行以舊換新政策,且在2024年7月25日提高補貼金額,將乘用車補貼金額提高一倍,車企趁機迭加優惠以刺激銷售,報廢車輛的數量快速增加。但以中國市場2024年前三季表現來看,仍未能擺脫年衰退風險。 美國市場方面,儘管通膨緩解和供應鏈改善使新車平均車價略有下降,但對於面臨生活成本上升壓力的消費者來說仍是一大負擔,因此2024年9月雖開始降息,但對市場刺激效果有限。 ...

鈷會被限制出口嗎?從回收工藝看鈷的應用

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鈷是一種製造鋰離子電池的關鍵元素,被廣泛應用於電動車、電腦、智慧型手機等產品。因應全球電動車發展,鈷需求預計將增加四倍。除了電池之外,顏料製造(特殊的藍色顏料)、醫療、合金製造等廣泛用途使其在各產業中扮演關鍵元素。不過,由於鈷的開採存在環境污染和人權問題,鈷的回收利用成為當前的重要課題。 從廢舊鋰離子電池中回收有價金屬 美國專利US10741890B2揭示一種回收鋰離子電池的方法和裝置,能從廢舊鋰離子電池之正極材料回收諸如鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)和鋰(Li)等有價金屬。過程涉及物理分離、酸性浸出、pH調整、沉澱和燒結,回收的有價元素最終被加工成新電池的活性材料。此方法解決了傳...

鈷在鋰電池正極材料之技術創新與替代材料

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中國目前正在實施戰略資源出口管制,除了已實施出口限制的石墨之外,鈷(Co)也是一種關鍵礦物,它在許多領域中都有重要的應用,例如在電動車電池的製造中,其重要性可以與原油對汽車的重要性相提並論。 目前的鋰離子電池都含有鈷金屬,穩定性與能量密度表現都相當不錯,然而它也是種昂貴且會帶來龐大環境和社會成本的稀有金屬。由於鈷金屬礦床都位於政治相對不穩定的國家,鈷提取也伴惡劣工作環境、有毒廢棄物。鈷的出口確實存在一定的風險,為避免關鍵礦物都集中在少數幾個國家手上,過去科學家們也不斷尋找鈷之替代材料,特別是用於鋰電池正極材料之替代技術。 無鈷正極材料之替代技術 鈷是鋰離子電池中常見的正極材料之一...

稀土發光材料在生物醫學的新興應用

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稀土,被認為是很多尖端科技的命門。許多科學家在描述稀土時,也毫無保留地稱其為21世紀的戰略元素。稀土元素因其特殊的電子層結構,其原子具有未充滿的4f及5d電子組態,有豐富的電子能級和4f軌域電子躍遷特性,可以產生豐富的輻射吸收和發射,稀土發光是由稀土4f電子在不同能級間躍出而產生的,幾乎覆蓋了從紫外、可見到紅外的範圍,特別在可見光區有很強的發射能力。稀土發光材料還具有發光效率高,色純度高,色彩鮮艷;發射波長分布區域寬;螢光壽命從奈秒跨越到毫秒達多個數量級;物理和化學性質穩定,耐高溫,可承受高能輻射和大功率電子束等特點,因而稀土化合物成為新型高性能發光材料的新寵。現有應用的發光材料,不論是以稀土...

運用國際合作開發中國以外稀土供應鏈, 設立稀土原料庫存機制

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除了中國以外,越南、巴西、俄羅斯、印度,依序位居全球稀土儲存量的前五名,美國、緬甸、澳洲等國的稀土產量僅次於中國。在中國主導全球稀土的儲存量和產量之下,西方國家無不積極在全球各地尋找中國以外的稀土供應來源,並開發中國以外的稀土供應鏈,以穩步減少對中國的依賴。 運用國際合作建立多元稀土料源之取得 全球7%的稀土資源用於軍工領域,美軍的軍工稀土大部分都是仰賴中國進口,這也是為什麼美中科技戰後美國積極尋找稀土資源。開發中國以外的稀土供應鏈,除了境內開設新礦之外,因應壟斷及斷貨危機,亦可運用國際合作,建立多元稀土料源之取得。 北極圈裡的稀土之戰 隸屬於丹麥的格陵蘭島是全球最大的島嶼,島上有...

2035年全球電動車比重將達九成,美墨成為熱門投資地點

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電動車浪潮興起,預計2035年全球電動車比重將達九成。目前全球電動車主要產業鏈掌握在中國手中,美國近期透過《降低通膨法案》(Inflation Reduction Act;IRA)祭出電動車租稅新規,吸引電動車產業鏈前往美國投資、企圖加速美國電動化升級腳步。另一方面,墨西哥受惠於地緣政治與美墨加貿易協定,在特斯拉(Tesla)的號召帶動下,電動車供應鏈業者看中墨西哥發展潛力,考量赴墨西哥設廠。 2035年電動車比重將達九成 全球電動車(xEV)市場近年維持高速成長,正在逐步取代傳統的內燃機汽車(ICE)。資誠科技產業研究中心預估,2022年全球電動車款,包含混和電動汽車(HEV...