科技與工程學院

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沿革

科技與工程學院（原名為科技學院）於87學年度成立，其目標除致力於科技與工程教育師資培育外，亦積極培育與科技產業有關之工程及管理專業人才。學院成立之初在原有之工業教育學系、工業科技教育學系、圖文傳播學系等三系下，自91學年度增設「機電科技研究所」，該所於93學年度起設立學士班並更名為「機電科技學系」。本學院於93學年度亦增設「應用電子科技研究所」，並於96學年度合併工教系電機電子組成立「應用電子科技學系」。此外，「工業科技教育學系」於98學年度更名為「科技應用與人力資源發展學系」朝向培育科技產業之人力資源專才。之後，本院為配合本校轉型之規劃，增加學生於科技與工程產業職場的競爭，本院之「機電科技學系」與「應用電子科技學系」逐漸朝工程技術發展，兩系並於103學年度起分別更名為「機電工程學系」及「電機工程學系」。同年，本學院名稱亦由原「科技學院」更名為「科技與工程學院」。至此，本院發展之重點涵蓋教育（技職教育/科技教育/工程教育）、科技及工程等三大領域，並定位為以技術為本位之應用型學院。

107學年度，為配合本校轉型規劃，「光電科技研究所」由原隸屬於理學院改為隸屬本（科技與工程）學院，另增設2學程，分別為「車輛與能源工程學士學位學程」及「光電工程學士學位學程」。

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學院網址：http://www.cot.ntnu.edu.tw/

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    石墨烯與二氧化鈦複合奈米機油應用於機車之性能研究
    (2024) 陳英彰; Chen, Ying-Chang
    本研究使用優異熱傳遞性奈米石墨烯（Gr）與耐磨耗性奈米二氧化鈦（TiO2），添加入SAE10W-40機油中以二階合成法製成（Graphene / Titanium dioxide hybrid nano-engine oil, GTHNO），期望複合奈米機油能夠具備兩種奈米材料特性。為確定GTHNO之性能是否達到優化效果，分別進行「基礎實驗」和「實車實驗」，其中基礎實驗：磨潤、黏度、導熱、比熱和沉降實驗等五項；實車實驗：ECE-40、定速、平路及爬坡實驗，並紀錄燃油消耗、廢氣排放和PM粒狀汙染物。本研究GTHNO備製比例固定Gr濃度0.03 wt.%，TiO2濃度分為0.01、0.05、0.1、0.3及0.5 wt.%，經過基礎實驗評比0.3 wt.%為最佳濃度；磨潤實驗0.3 wt.%表現最為優異，驗證了添加過多或過少TiO2濃度有極大的影響。黏度實驗0.5 wt.%擁有較高的黏度，表示增加TiO2將會導致黏度升高。熱傳導實驗0.3 wt.%擁有最佳的熱穩定性質。比熱實驗0.5 wt.%最易受溫度變化。沉降實驗0.3 wt.%趨進於最不容易沉澱的濃度。GTHNO實車實驗中能夠有效改善CO 16 %和HC 35 %，最大程度降低有害氣體汙染；而行駛於市區下PM粒徑改善率約4.4 ~ 27.5 %之間。燃油消耗率各行車型態測試之間改善率約0 ~ 3 %之間。
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    石墨烯奈米冷卻液應用於熱交換模擬平台與機車引擎性能之研究
    (2022) 羅煌傑; LUO, Huang-Jie
    使用市售用改質親水性石墨烯添加到機車原廠冷卻液製備成不同重量百分濃度之石墨烯奈米冷卻液(GrNC)，並加入羧甲基纖維素(CMC)作為流體分散劑增加穩定性。分別進行沉降、黏度、比熱、導熱與磨潤等基礎性質實驗，依據實驗數據進行綜合性能分析評比並選出最佳濃度之GrNC後續進行熱交換模擬平台與實車性能之實驗。以原廠冷卻液為對照組與GrNC進行比較，沉降試驗為0.01 wt.%與0.07 wt.% GrNC表現較佳，可穩定至10天；黏度試驗0.09 wt.% GrNC改善了20.93 %；比熱試驗0.01 wt.% 與0.07 wt.% GrNC增加1.2 %與3.1 %；導熱試驗GrNC導熱值優於原廠冷卻液，0.01 wt.% 和0.09 wt.% GrNC導熱係數增加28.22 %和36.18 %；磨潤試驗結果GrNC可以減少磨耗量，0.01 wt.%和0.07 wt.% GrNC為最佳，分別改善6.89 %和7.34 %。由前述基礎實驗數據結果進行綜合分數評比，最終選定0.01 wt.%和0.07 wt.% GrNC作為後續熱交換模擬平台與實車性能實驗流體。使用GrNC為熱交換模擬平台工作流體來試驗水箱散熱性能與引擎暖車試驗中，與原廠冷卻液進行比較。得到在60 ℃時0.01 wt.%與0.07 wt.% GrNC散熱量提升5.19 %和8.01 %；80 ℃時散熱量分別改善8.42 %與19.51 %。且GrNC能加速流體加熱時間，0.01 wt.%與0.07 wt.% GrNC在60 ℃分別改善6.12 % 和8.74 %；80 ℃時改善7.56 %與8.68 %。而在實車性能ECE-40、定速、平路與爬坡試驗中，GrNC與原廠冷卻液比較，在溫度、扭矩、廢氣與PM排放各方面均有改善趨勢。0.01 wt.%與0.07 wt.% GrNC在散熱水溫差平均改善7 % 和16.18 %；機油溫度平均提升5.35 % 和3.52 %；齒輪油溫度平均提升7.8 % 和17 %；平路與爬坡瞬間扭矩GrNC平均提升87 % 和122 %。廢氣排放實驗，與原廠冷卻液比較0.01 wt.%與0.07 wt.% GrNC在HC排放中分別減少15.64 % 和14.46 %；CO減少53.9 % 與50.6 %；CO2增加23.59 % 與34.8 %。在PM總量排放方面，定速時分別減少31.45 % 和8.22 %；平路時分別減少29.76 % 和49.37 %；爬坡時分別減少38.57 % 和45.96 %。
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    石墨烯複合導電奈米纖維應用於超級電容之製作
    (2014) 吳思賢; Sih-Shian Wu
    本研究是利用靜電紡絲(Electrospinning)與靜電噴霧(Electrospray)技術在不鏽鋼纖維收集器表面，製備與複合導電奈米石墨烯(Graphene)纖維之超級電容電雙層電極。藉由奈米纖維之高比表面積(High specific surface area)與Graphene材料之高電容量(High-capacity)，以提升整體比電容值。首先，本研究是將高分子聚苯乙烯(Polystyrene, PS)與導電高分子聚苯胺(Polyaniline, PANi)複合成導電高分子溶液，以作為靜電紡絲之基底材料，藉由靜電紡絲技術將導電高分子噴射成奈米纖維至不鏽鋼基板，形成高比表面積之電極；接著利用分散於N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP)溶劑的Graphene溶液，以靜電噴霧噴灑出霧狀液珠，使電極表面附著Graphene，以增加其電容量；將兩塊對襯之電極中間放置隔離膜浸入5.5 M KOH電解液中並完成元件封裝，並以循環伏安法之元件性能評估。本研究製備出之PS:PANi導電奈米纖維其平均電阻值約4.4 M 歐姆，導電率約為27 uS/cm，並在2.5 V時成功地點亮紅色LED。此外，在奈米纖維上噴灑Graphene，並透過拉曼光譜分析該材料的D band、G band與2D band峰值，表示利用本研究的電噴霧技術已具備將Graphene噴灑於奈米纖維表面之能力。此外，並以循環伏安法分析具PS:PANi:Graphene電極的超級電容，該電流與電壓之掃描圖形面積可大幅增加，顯示充放電能力相當優異。經計算後PS nanofiber、PS:PANi nanofiber、PS:Graphene nanofiber與PS:PANi:Grapene nanofiber四種電極的比電容值，分別為14.83 F/g、51 F/g、60.38 F/g、133.33 F/g。實驗結果顯示，結合PS奈米纖維的高比表面積、PANi的導電性與Graphene高電容量等優點之電極，可提升整體電容器之性能。