人物特寫 〉國家講座主持人系列:臺灣科技大學化學工程系講座教授黃炳照-放牛班小子,在電池領域揚名國際
2018-5-06

全球竭盡全力發展電動車市場,但沒有高效能電池,電動車技術再精良也是無用武之地,德國汽車大廠如福斯、BMW、戴姆勒等,在國家支持下,7年前便開始投入電池研發,認為這是德國發展電動車市場的籌碼。
臺灣也有這麼一號人物受到國際電池產業關注,他是臺灣科技大學化學工程系講座教授黃炳照,他透過同步輻射臨場光譜技術,有效了解電池運作的細節狀況,臨場光譜技術對於電池材料的開發,不論對鋰離子電池、燃料電池及太陽能電池的未來發展都有重大影響,黃炳照撼動全球的學術成就讓他榮獲第21屆國家講座主持人。

沒人比我更用功

走進黃炳照的「奈米電化學實驗室」實驗室,集結了來自不同國家的研究生面孔,有些人正在運用價值600萬的實驗設備進行電池探測工程,有些人則抱著厚厚的研究報告正在找尋新電池材料的可能性,不管時間多早多晚,黃炳照總是耐住性子陪著學生做實驗,他常常告訴學生:「你們也許有人比我還聰明,未來比我還成功,但絕對沒有人比我更用功。」
直至今日,充滿研究熱忱的黃炳照依然幾乎天天進研究室,日復一日,從早上8點待到晚上11點,每天工作超過12小時,他並非要學生也跟著如此做,「只是我的心思都在研究上,一直、一直想做,」黃炳照笑說。這股精神從黃炳照國中時間就已經展現。
黃炳照的求學之路並非一路順遂,還曾經被編到放牛班,過著不知明天會如何的荒廢學涯。1958年出生於彰化溪州,上小學後,雖然成績好,黃炳照卻是老師眼中的頭痛人物,做盡調皮搗蛋之事,還把年輕女老師氣到哭,直到小學3年級時,母親病逝,對他造成極大衝擊,回憶起母親,黃炳照紅著眼眶感慨地說:「她是我最主要的學習榜樣,總是不吝於在外人面前稱讚、鼓勵我,促使我現在帶學生也是如此。」
母親驟逝,黃炳照與2個妹妹就由祖母照顧,父親則到高雄開計程車賺錢養家,因為父母都不在身旁,上了溪州國中的黃炳照更是放蕩,後來祖母在他國中一年級時過世,他與妹妹們便跟隨父親到了高雄,並轉學到以升學聞名的五福國中,人生自此有了巨大轉變。

從放牛班到資優班

一個鄉下學生突然來到都市型學校,適應是一大問題,尤其黃炳照的英文與數學程度明顯落後於其它同學,遇上了挫折,加上沒有約束力,促使黃炳照剛到高雄時過了一段自我放棄的歲月,不僅被編到放牛班,還沾染賭博等壞習慣。直到有天,鄰居大哥哥看不下去問他:「難道你要這麼過一輩子?」
不知為何,黃炳照在那個時間點、環境、情緒之下,他的腦袋好像突然被轟了一大下,完全醒了過來,心中也浮現這句話:「對,我不要這樣過一輩子。」一個當頭棒喝,將黃炳照拉回了正常的軌道,他的性格是不做則已,一做就會異常投入,不達目標絕不放棄,即使目標達成了,還會再精進。隔天,黃炳照便開始每天抱著書本,讀到近午夜才肯就寢。
人生轉念即有不同風景。沒多久,黃炳照從放牛班被轉到資優班,之後一路考取前3志願的鳳山高中、成功大學化學工程學系。為何選擇念化工系?原因是黃炳照國中以來,數學、物理、化學的成績特別好,化工系是他順理成章的選擇,進了大學後,有別於其他大學生的茫然感,黃炳照在大二時,就已經立定志向要從事研究工作,於是在成大化工系一待就是10年,直到取得博士學位。
踏上學術研究之路並非想像中容易,1987年,黃炳照博士畢業後,先到了中技社能源服務團擔任半年專案工程師,負責查看製造現場的能源使用情況,並進行能源節省技術輔導,這是黃炳照接觸電化學、鋰離子電池材料、觸媒(燃料)研究的開端。1988年,黃炳照便到臺灣科技大學化工系任職,並積極投入界面分析方法的建立與電化學能源材料的研究。

在國際嶄露頭角

以時間軸來看,黃炳照研究能力大躍進來自兩個關鍵點。1996年,黃炳照因國科會(今科技部)補助,到德國杜塞道夫大學研習臨場X-ray吸收光譜技術,當時臺灣正建立同步輻射研究中心,極需相關技術人才,黃炳照就毛遂自薦寫信給該校教授爭取研習機會,因而發展出電化學專用的光譜技術,成為黃炳照日後進行電池效能分析的重要技術基礎。
2002年是另一個關鍵點。
這次黃炳照來到美國麻省理工學院材料科學與工程系教授研究室,研習第一手理論計算方法,希望藉此找出效率可能更好的鋰電池陰極合成材料,如此便能減少錯誤實驗的時間與金錢浪費,目前黃炳照研發出的這項材料,已正式應用於3C鋰電池上,對於發展動力電池助益極大。技術整合並不斷進化,之後最值得關注是,黃炳照運用光譜技術,創新建立了領先全球的奈米材料鑑定技術,受到產業高度重視。
若把黃炳照的研究歷程拉回到20多年前,他投入電池研究是吃力不討好,他感慨國內的研究魄力始終不足,過去因為電子零組裝業容易賺錢,政府、企業便一窩蜂投入,電池產業則因很難賺錢一直被忽視,「臺灣不想等,也不想花時間研究,覺得直接向國外買設備、技術更快。」卻沒想到隨著智慧化時代來臨,電池在科技發展的地位愈來愈重、產業需求也愈來愈大,「可惜臺灣卻已經錯失最佳發展時機,」黃炳照直言。
即使如此,黃炳照仍舊期盼貢獻己身之力幫助臺灣成長,也積極培育出上百位子弟兵投入相關產業,不少人被聘請到三星、華碩等世界大廠工作,他勉勵學生要具備「變成世界第一」的決心,也提醒學生:「創新不能只在支微末節的產品小變化,應該把重心放在技術主幹上,譬如新材料開發等,如此才能真正做出對世人有影響性的尖端研究。」
近年來,黃炳照也開始技術移轉給產業,希望透過他的技術,幫助廠商不用大改製程,便可生產出壽命更長、安全性更高的電池。第一步,是針對現有材料的品質與製程進行精密分析,第二步則是開發新材料系統,譬如黃炳照已經與美國史丹佛大學合作鋁離子電池開發,期望藉此取代較貴、危險性較高的鋰電池,目前這項技術已經在美國成立公司,全力發展中。
未來挑戰仍在,黃炳照笑說:「不管幾歲,我都會一直做研究。」他也希望能在退休之前,對臺灣綠色永續能源發展,做出更多突破性的貢獻,別讓臺灣只能停留在買國外技術階段,也能掌握核心技術自產,並讓臺灣的電池與電動車產業有能力站上世界舞台。

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