化廢為寶 「矽汙泥」回收再製綠黃金
記者 黃慈語、郭思涵、謝曉菁／採訪報導
封裝測試公司將製作晶片時所產生的矽廢水收集起來，經過加工再製，提煉出二氧化矽後，將其運用到運動用品的產製上，並捐贈偏鄉國小，不僅幫助了偏鄉孩童，還讓原先恐淪為廢棄物的矽汙泥，轉化為可循環利用的資源，實現循環經濟。
廢棄物新生命 開創循環經濟
矽品公司將矽汙泥回收並重新製成體育用品，賦予廢棄物新意義。矽汙泥是將矽晶圓製成晶片時所產生的，在切割、研磨等過程中會用水將粉渣沖洗乾淨，因而產生大量矽廢水。
該公司環安衛處經理林子軒表示，三年前他們剛開始發展循環經濟時，會先將矽汙泥過濾出來，加入水泥添加料混合後，製成人行道磁磚或地面止水樁等次級物品。當時認為，能將廢棄物變成次級用品已經是一大進步了，但後來他們並不滿足於此，於是有了改變的想法，開始研究要如何將矽汙泥回收再利用。
在矽廢水中加入奈米級助凝劑，用過濾的方式先將矽篩選出來，水的部分可以直接回到製程端去做存水的再利用。而過濾出來的矽汙泥則會先在矽品進行簡單的烘乾，讓它變成泥塊後，再將其裝到太空袋裡，等待下游公司清運。到了下游公司後矽汙泥泥塊才會開始精煉，經過鹼性處理、再次烘乾、過濾，最後再酸化。完成這整套化學製成變化後，可以提煉出高達85%的純白色二氧化矽，排碳量也與從源頭開採相比降了近66％。
林子軒說道，將廢棄物循環利用的發想獲主管支持，也剛好可以搭上ESG（environmental, social, and corporate governance，簡稱ESG）的浪潮。後來他們發現二氧化矽有著耐磨、防滑的特性，添加到運動用品內非常適合，所以決定先從籃球及瑜伽墊開始執行，成功後也將成品捐贈給附近的偏鄉國小，供他們試用的同時也幫助他們汰舊換新。
捐贈偏鄉 回饋社會
「當初得知矽品要捐贈體育用品時非常開心！」石城國小總務主任周昆佑坦言，偏鄉國小的校內資源大部分來自於外界企業或個人捐贈，而資源會依照學校規模、人數去做分配；又石城國小因為人數較少，每年沒有多餘的預算去編配體育經費，導致無法汰換老舊的體育用品，因此這次的捐贈對石城國小來說有著若大的幫助。
新籃球因為彈性更好、顏色更鮮艷，學生們愛不釋手，變得很期待上籃球課，但新籃球數量有限，並不是每個人都可以使用到。對此，周昆佑也制定了一套屬於自己的教學策略：「認真的學生才可以用新的球，不認真的就只能用舊的！」這也讓學生們上課變得更積極，教學品質獲得很大的提升。
「偏鄉孩子雖然（既有）資源匱乏，但是也會收到很多（外界）資源。」周昆佑說到，他不喜歡孩子因為擁有很多外界資源就只知道一味地拿取，應該要去了解不論是錢還是物品絕不會憑空而來。他坦言，一開始知道矽品要捐贈體育用品時很開心、也很感謝他們，卻忽略了這個善舉背後所富含的教育價值和社會責任。他強調，未來會在課程中會向孩子說明，這些新的籃球及瑜伽墊都是由廢棄物回收後再製而成的，除了能讓學生更認識循環經濟外，也可以加深他們對環保永續的觀念，觸發孩子們的學習觸角，創造更深一層的教育價值。
「不要為做而做，要做得有意義。」林子軒表示，捐贈物品至偏鄉國小也是希望讓大家了解，大型企業非常願意去關注偏鄉學校的需求。他坦言，看到小孩打球時開心的笑臉，就會覺得這樣的投資非常值得，知道有些學校的籃球場地面凹凸不平時，更是想幫助他們修復。他也透露，未來爭取到預算時將會持續進行捐贈計畫並擴大至國中端，造福更多的偏鄉孩子。
矽汙泥再過濾 廢料變含金資源
在製作太陽能板的過程中，所進行的矽晶圓切割，因使用了碳化矽進行研磨，而產生許多碳化矽與矽的粉末。過程中也使用了冷卻劑（coolant）以及水，並使用鍍有鎳銅的鐵線具進行切割，因此還會產生金屬雜質，最後產生的廢料綜合體，稱作矽汙泥。
早年因沒有適切的處理方式，而選擇租工廠堆放。然而，這些堆放成山的矽汙泥其實是不定時炸彈，堆放久了容易引起火災，不僅造成環境汙染，更威脅著社會安全。成功大學資源工程學系教授陳偉聖表示，許多工廠會承租倉庫來存放矽廢料，爾後一走了之，而房東們也不知道該如何解決這些數量龐大的矽汙泥，只得繼續堆放，久而久之便成為社會安全隱憂。「台灣是矽島，有很多矽的資源，那為什麼沒有循環？」陳教授因而開始研究回收矽汙泥的方法。
陳偉聖研發出「燭式過濾法」，解決了矽汙泥所延伸出的汙染與安全隱患。燭式過濾法指的是在一密閉容器裡配置多根濾芯，並在濾芯上套入依料液特性選擇的專用濾布。當液體經過濾布時，能在其表面聚集液體中的固體物質，並在達到一定厚度時形成濾餅，也就是矽泥。此外，由於濾餅間的空隙很小，故可阻留液體中顆粒雜質的逸散，使濾液變澄清，進而達到過濾作用。
為了讓台灣本身的矽能夠形成循環系統，太陽能板的回收也是至關重要的一環。成功大學資源工程學系博士陳品涵運用AI影像辨識以及機械手臂，將破碎的太陽能板進行分類，使組成複雜的廢棄物回歸至原來的材料，包括金屬矽、銅導線、塑料和玻璃。至於無法用破碎就完全分離的材質，則各自歸為另一類，後續再額外將其分解。
「材料越純，後續利用率就越高。」陳品涵表示，若能結合AI科技精進廢棄太陽能板的回收過程，使破碎的光電板所分類出來的材質越純淨，就有越高的機率能被再次利用，賣出更好的價格。而這些材料的出售對象，有專門從事電子廢料處理和回收的公司、尋求回收材料以減少碳排成本和環境影響的原材料製造商，或是建築材料生產商，尤其是對回收玻璃和金屬感興趣的公司。
提及研發過程所遭遇的困難，陳品涵表示，因為目前國內完全沒有相關的研究，所以有關軟、硬體設備，以及傳統機械方式的整合，完全是原創設計。為了能將設計理念落實，陳博士拜訪了多家廠商進行測試，所有努力都是為了打造更有效率的分離工具，完善台灣的矽循環系統。
矽廢料變再生源 氫氣發電獲綠電憑證
半導體與太陽能板所產生的矽砂漿以往都陳放在倉庫中，進而汙染環境。近年就有企業研發出矽汙泥的回收方式，讓遭到丟棄的「矽」回歸市場，甚至創造更高的價值。廢棄物處理廠光宇應材更利用處理矽汙泥時所產生的粗氫氣，經由過濾、純化成99.999%以上之後，將氫氣運用在發電上面，目前這項發電系統已取得綠電憑證。
各個晶圓廠所產製的矽砂漿中，通常含有二氧化矽、水、塵土等雜質，若是長久堆棄在倉庫，微小的矽泥就有可能隨著水流滲入土壤，進而造成環境汙染，甚至影響農作物生長，引發食安危機。光宇應材總經理何英志說明，為了讓這些化學物質回收再利用，光宇應材會先將一袋袋泥塊送往實驗室進行解析，再依照每一個矽汙泥的特性，決定要再製成二氧化矽、碳化矽、矽粉、氫氣等再生資源。
「沒有所謂的廢棄物，只有被錯失的資源！」何英志表示，每一袋送過來的矽砂漿在經過去雜處理、酸化、壓濾、閃蒸等過程後，即可轉換為不同純度的二氧化矽，供各個產業再利用。提及二氧化矽的用途，何英志說明，工業建材、運動器材、鞋子、居家用品、AC載體的製作過程中，二氧化矽都在其中扮演著重要角色。
除了將矽汙泥回收再製，在整個矽廢料的再生流程中，也會產生大量氫氣，光宇應材便利用這點，與工研院合作，建置「燃料電池發電系統」。何英志表示，目前廠內共有2台氫氣發電機，一台是與工研院合作的燃料電池，另一台則是內燃發電機。目前光宇應材所研發的發電系統已申請再生能源發電設備登記，並取得綠電憑證，成為台灣第一間利用廢砂漿轉化再生能源應用的公司。
談及氫氣發電所帶來的益處，何志英笑說，綠氫發電不僅成本低，其獲取方式也不需仰賴他國進口，且在相同耗能下，綠氫發電所排放的二氧化碳，大幅低於燃燒汽油所帶來的廢氣，僅佔燃燒汽油的6%排碳量。若未來這套綠氫發電系統能夠運用在民生用電、車船等運輸動力，取代傳統化石燃料發電，不僅能夠幫助台灣降低碳排放，更能提升含矽廢棄物循環再生產業，創造環境、經濟雙贏的局面。
台灣經濟主要命脈為半導體產業，但當著重發展產值時，其產出的科技廢物矽汙泥之處理方式便成了一大問題。矽為地殼中含量第二高的元素，僅次於氧，但它並非取之不盡，用之不竭，若能將矽廢料回收、再製的方法發揚光大，不僅能讓矽回歸市場，也能保護環境，使產業走得更長遠。
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