中興大學「氫泥不染」團隊半導體矽污泥轉化氫能與再生材料榮獲教育部氣候變遷創意實作競賽銅獎

(中央社訊息服務20261029 14:58:26)人工智慧（AI）與高效能運算（HPC）帶動先進封裝技術發展，也讓半導體製程廢棄物的減量與再利用更受重視。國立中興大學循環經濟研究學院半導體與綠色科技學程「氫泥不染」團隊，整合先進封裝製程產生的矽污泥，以及廠內超純水系統產生的廢鹼與廢酸，開發兼具氫氣產製與二氧化矽回收的資源循環技術，榮獲「2026年氣候變遷創意實作競賽」銅獎。團隊由劉凡瑋老師指導，成員包括許瑜芸、吳幸潔及羅紹峰，展現材料科學、資源循環與環境評估的跨域整合能力。

串聯不同製程廢棄物　開拓半導體資源循環新契機 隨著晶片朝薄型化與高密度整合發展，晶圓背面研磨及相關清洗作業會產生含矽污泥；另一方面，廠內超純水系統的離子交換樹脂再生程序，也會產生廢鹼與廢酸。這些廢棄物通常分別收集與處理，其中仍可利用的矽資源及酸鹼反應能力，具有進一步整合運用的空間。

團隊從不同廢棄物的化學特性出發，提出「讓一種廢棄物成為另一項回收程序所需資源」的構想，將原本分開處理的廢棄物串聯為資源化流程。透過矽污泥、廢鹼與廢酸的協同利用，探索減少商用化學試劑投入、提升廢棄物利用價值的新途徑。

從矽污泥產氫到二氧化矽回收　發展能源與材料聯產技術 這項技術先利用廢鹼與矽污泥中殘留的元素矽反應，產生並收集氫氣，再以廢酸處理反應後溶液中的可溶性矽物種，經沉澱、分離與洗滌等程序回收二氧化矽，讓矽資源在產氫後仍能持續利用。

研究採用實際製程取得的廢棄物進行驗證，結果顯示，矽污泥搭配廢鹼的產氣表現接近使用商用鹼液的對照組，所收集氣體以氫氣為主；後續使用廢酸，也能回收具有非晶質特徵的二氧化矽，支持整合製程的可行性。

二氧化矽廣泛應用於橡膠、輪胎、塗料等工業材料，為回收產物提供後續應用方向。團隊未來將持續確認材料品質與雜質組成，並依不同用途評估所需規格，逐步銜接應用端需求。

結合生命週期評估　檢視資源化製程的環境效益 除了驗證產氫與材料回收的可行性，團隊也導入生命週期評估（LCA），將製程中的原料、試劑、水與電力等投入納入分析，並與天然氣製氫及商業二氧化矽製程進行比較，從整體流程檢視資源循環的環境表現。

評估結果顯示，在研究設定的系統邊界與比較情境下，回收氫氣與二氧化矽於人體健康、生態系統及資源等指標，均呈現較低的環境衝擊，展現整合資源化的潛在環境效益。後續仍將持續檢視能源與物料投入的影響，作為製程改善與規模放大評估的依據。

從競賽成果走向產業應用　培育半導體永續創新人才 「氫泥不染」團隊以半導體產業的實際廢棄物問題為出發點，將化學反應、材料分析與環境評估整合為研究方案，提出兼顧能源回收與材料再生的循環利用模式。此次獲獎，也展現學生將專業知識轉化為具體實作成果、回應產業與氣候議題的能力。

展望未來，團隊將持續針對廢棄物組成變動、氫氣收集、材料品質及製程放大等課題深化研究，並結合實際廠區條件評估應用可行性，期盼為半導體產業的廢棄物減量、資源循環與低碳製造提供更多技術選擇。