博客日记

旧手机、电脑萤幕都能回收再生?这10人做出德国大厂吓一跳的科

旧手机、电脑萤幕都能回收再生?这10人做出德国大厂吓一跳的科
全球前三大面板王国台湾,一年製造近一座巴黎铁塔重的废弃面板,除了碾碎做建材,剩下的去处就是掩埋。但有一组 10 人团队,却完成连液晶原厂默克集团都认为极困难的事情,把废液晶回收再生。不只让台湾面板厂一年可省 10 亿元,还把这个科技输出国际,让台湾对世界环保也有贡献。他们是怎幺做到的?

「全世界的液晶供应商都很纳闷,台湾怎幺能回收液晶?」环保署资源回收管理基金管理会副执行秘书宋欣真说,液晶材料研发历史超过百年,德国默克集团等国际大厂是主要生产商,也是台湾面板厂最大进口来源,废弃面板中的液晶得以妥善回收再利用,这对供应商来说是件很困难的事。

这个谜题直到去年才解开。

帮面板厂省下超过 10 亿元採购费用

工研院研发的「废液晶面板再利用处理系统」,获得有「科技业奥斯卡奖」之称的全球百大科技研发奖,不仅让废液晶再生,重回製程使用,估计每年可替一家面板厂省下逾 10 亿採购费用,更把废玻璃变成新材料,解决土壤与水污染问题。

一片面板,从外头的玻璃到里头的液晶,都能再利用。这对台湾来说,也提高了废弃面板的价值与利用。根据联合国统计,2016 年全球产生 4,470 万公吨电子废弃物,重量相当于 4,500 座巴黎铁塔,其中超过八成都变成垃圾,未经妥善处理。

「我们的良率是全球最高,技术也很好,但该怎幺处理废弃面板,一开始是摸不着头绪,」工研院材料与化工研究所副组长洪焕毅坦承。

尤其,液晶为影响面板技术演进的关键材料,台湾长期仰赖进口,1 公克液晶价格约 5 美元,每年面板厂仍花将近 300 亿向默克等大厂採购。

一举两得:省钱又环保

洪焕毅回忆,当时他到一家面板大厂参观,研发人员带他走进一间不到 20 坪的房间,架子上摆满无法使用的废弃液晶,「光这些就价值 20 几亿」,虽然液晶材料只占面板生产成本 3% 左右,但对面板厂来说,若把不要的液晶回收再处理,重新导入製程,便能直接节省採购成本,还解决废弃物处理问题,一举两得。

于是,工研院便着手开始研究,如何回收处理废弃液晶,但马上就遇到难题。「要突破每一项技术,至少都得花 3 到 5 年时间,」工研院材料与化工研究所研究员吕健玮回忆。

旧手机、电脑萤幕都能回收再生?这10人做出德国大厂吓一跳的科

液晶面板回收再利用的技术複杂,光是萃取液晶的技术,工研院就花费 10 年的时间才研发成功。

他说明,目前回收液晶的主要来源有两类,一是製程中的不良品,二是电子废弃物里液晶,但一片面板只有几公釐,里头却有超过 10 种材料,把两片玻璃基板分开后,还得把其他材料排除,才能把液晶萃取出来,光这项技术的研发就将近十年。

取出液晶后,下一道关卡则是如何让它「变乾净」。难度之高,连液晶原厂都认为不太可能。

液晶百百种,回收难度高

台湾区默克集团董事长谢志宏说,由于液晶是客製化产品,不同规格面板使用的液晶配方都不同,光默克销售的液晶就多达上百种,每种液晶的成分也不一样。

因此,为了挑战不可能任务,工研院透过蒸馏、吸附、过滤等程序,排除液晶中的杂质,设法提升其纯度到 ppb 等级,代表其中杂质含量不能超过十亿分之一。

当面板规格提升,液晶配方跟着调整,纯化技术也得精进,经过反覆验证,才分析出各种液晶成分,调配成符合面板厂需求的产品,「这也是到现在国外都没有人能做的原因,」吕健玮説。

但,技术虽难,要让技术走出实验室更难。洪焕毅坦承,虽然前后历经多年研发,也申请好相关专利,起初却没有面板厂愿意採用,「往往都要靠在业界的关係,拜託人家帮忙,让我们试一试。」

因为对业者而言,如果採用回收处理后的再生液晶,造成产品品质出问题,更是得不偿失,加上进行技术验证需要停下产线,一旦停工,「一天一条产线的产能是 6,000 万,有谁愿意冒这个风险?」

后来光导入製程试产就等了一年时间,但也因为终于有第一家面板厂採用,其他业者才愿意跟进。

台湾面板双虎之一的群创光电,也在去年正式和工研院签约,预计两年内在台南 9 座厂房导入废液晶回收系统,目前相关设备正在建置中,把废弃面板中的液晶分离出来,再回到製程使用,预估一年可节省数亿液晶採购费用,也解决过去掩埋、磨碎用于混凝土添加剂等处理方法可能造成的污染问题,让面板的生产过程更环保。

城市矿山:废物还能吸废物

现在,这套系统一年可处理 1,000 吨废液晶面板,剩下的废玻璃,还可以做成奈米孔洞吸附剂,吸附废水和土壤中的重金属,改变传统混凝沉降做法,目前已在彰滨工业区的电镀专区试验。

「这代表废弃物不仅能回收再利用,还能拿来解决别人的污染问题,落实『城市矿山』的概念,」宋欣真说。

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工研院研发的系统可回收废液晶碎片中的液晶,其中的废玻璃可进一步製作成工业废水吸附剂。

然而,对面板厂来说,当液晶可以回收再利用,进一步节省成本,自然是件好事,谢志宏从客户的角度看待,认为一切都很合理,「我们站在环保的观念来讲,是不要浪费没错,毕竟每滴液晶都是成本,能够回收,对业者来说当然有效益。」

他表示,该技术目前对默克并未造成太大影响,未来也会持续和面板厂合作研发,开发新技术与应用,提供符合其需求的产品。

台湾好技术,让国际都受益

原本被当成垃圾的废弃面板,也能创造新价值。如今,工研院还将技术输出到美国,协助国外业者取出面板中的液晶,让废玻璃有更多用途,尝试用更环保的方式解决电子废弃物问题。

当电子产品複杂度愈高、汰换速度愈快,如何妥善回收再利用,将成为各国关注的议题。尤其台湾是面板、半导体王国,当未来各种智慧装置愈来愈多,必然製造更多的电子废弃物,如果能突破技术门槛,发展相关回收系统,对台湾而言,绝对是一门一举数得的好生意。