以廢棄香灰與陶瓷3D列印製成磚瓦於改善環境酸雨與碳捕捉應用功效之研究The Study of the Utilization of Waste Ash for Ceramic 3D Printing
- 國立臺灣科學教育館臺灣國際科展優勝作品 @ 國立臺灣科學教育館

作品名稱以廢棄香灰與陶瓷3D列印製成磚瓦於改善環境酸雨與碳捕捉應用功效之研究The Study of the Utilization of Waste Ash for Ceramic 3D Printing Bricks to Improve Acid Rain Issues and Carbon Capture Applications的作者是張心瑀,林永泰, 指導老師是黃嘉男,蔡佳霖, 得獎情形是一等獎,ISEF,美國國際科技展覽會, 科別是工程學, 年度是2024年, 科展類別是臺灣國際科展作品, 國別是台灣,中華民國, 關鍵字(用,區隔)是酸雨(Acid rain)、陶瓷3D列印(Ceramic 3D printing)、碳捕捉(Carbon capture), 摘要是廢棄香灰處理不易且對環境具危害經定性分析知有47.74% 鹼性物質CaO。本研究以廢棄香灰製成屋瓦及地磚,探討與酸雨酸鹼中和之可行性,經歷一年多且進行多次屋瓦逕流及浸泡酸雨實驗,觀察到香灰試片與酸雨中和效率和內含香灰比例呈現正相關,結果顯示摻入5%~20%香灰所製成的屋瓦的酸鹼中和能力皆適合臺灣環境....

作品名稱以廢棄香灰與陶瓷3D列印製成磚瓦於改善環境酸雨與碳捕捉應用功效之研究The Study of the Utilization of Waste Ash for Ceramic 3D Printing Bricks to Improve Acid Rain Issues and Carbon Capture Applications
科展類別臺灣國際科展作品
年度2024年
科別工程學
得獎情形一等獎,ISEF,美國國際科技展覽會
就讀學校臺中市立大甲高級中等學校
指導老師黃嘉男 | 蔡佳霖
作者張心瑀 | 林永泰
關鍵字(用,區隔)酸雨(Acid rain)、陶瓷3D列印(Ceramic 3D printing)、碳捕捉(Carbon capture)
摘要廢棄香灰處理不易且對環境具危害經定性分析知有47.74% 鹼性物質CaO。本研究以廢棄香灰製成屋瓦及地磚,探討與酸雨酸鹼中和之可行性,經歷一年多且進行多次屋瓦逕流及浸泡酸雨實驗,觀察到香灰試片與酸雨中和效率和內含香灰比例呈現正相關,結果顯示摻入5%~20%香灰所製成的屋瓦的酸鹼中和能力皆適合臺灣環境使用且經一年放置於自然環境實驗仍具有良好的酸雨中和能力;若欲同時具有酸雨酸鹼中和與碳捕捉能力,則以含10%~20%香灰為佳。摻入超過20%香灰製品則降低陶製品之黏性導致無法成型。香灰製品相較於傳統屋瓦有製程價格低、高耐用性和酸鹼中和效率高等特性,可作為屋瓦材料或地磚的新發展。製作地磚部分因水泥會包覆香灰陶粒,因此採孔洞較大的陶瓷摻雜香灰進行3D列印,可快速製作不同環境應用之地磚,亦可同時具有碳捕捉與酸雨酸鹼中和之功效。
國別台灣,中華民國

作品名稱

以廢棄香灰與陶瓷3D列印製成磚瓦於改善環境酸雨與碳捕捉應用功效之研究The Study of the Utilization of Waste Ash for Ceramic 3D Printing Bricks to Improve Acid Rain Issues and Carbon Capture Applications

科展類別

臺灣國際科展作品

年度

2024年

科別

工程學

得獎情形

一等獎,ISEF,美國國際科技展覽會

就讀學校

臺中市立大甲高級中等學校

指導老師

黃嘉男 | 蔡佳霖

作者

張心瑀 | 林永泰

關鍵字(用,區隔)

酸雨(Acid rain)、陶瓷3D列印(Ceramic 3D printing)、碳捕捉(Carbon capture)

摘要

廢棄香灰處理不易且對環境具危害經定性分析知有47.74% 鹼性物質CaO。本研究以廢棄香灰製成屋瓦及地磚,探討與酸雨酸鹼中和之可行性,經歷一年多且進行多次屋瓦逕流及浸泡酸雨實驗,觀察到香灰試片與酸雨中和效率和內含香灰比例呈現正相關,結果顯示摻入5%~20%香灰所製成的屋瓦的酸鹼中和能力皆適合臺灣環境使用且經一年放置於自然環境實驗仍具有良好的酸雨中和能力;若欲同時具有酸雨酸鹼中和與碳捕捉能力,則以含10%~20%香灰為佳。摻入超過20%香灰製品則降低陶製品之黏性導致無法成型。香灰製品相較於傳統屋瓦有製程價格低、高耐用性和酸鹼中和效率高等特性,可作為屋瓦材料或地磚的新發展。製作地磚部分因水泥會包覆香灰陶粒,因此採孔洞較大的陶瓷摻雜香灰進行3D列印,可快速製作不同環境應用之地磚,亦可同時具有碳捕捉與酸雨酸鹼中和之功效。

國別

台灣,中華民國

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臺中市立大甲高級中等學校

OID: 2.16.886.111.90027.100476 | 電話: 04-26877165 | 地址: 臺中市大甲區中山路一段720號 | DN: o=市立大甲高級中等學校,l=臺中市,c=TW

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臺中市立大甲高級中等學校圖書館

圖書館類型: 高級中等學校圖書館 | 中文地址: 臺中市大甲區中山路一段720號 | 郵遞區號: 437

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機關電話: 04-26877165- | 機關代碼: A101G0000U | 機關地址: 台中縣大甲鎮中山路一段七二0號 | 機關層級: 3 | 機關英文名稱:

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香灰再利用─以廢棄香灰製成屋瓦及人行地磚改善酸雨問題之研究

作者: 張心瑀 | 林永泰 | 指導老師: 黃嘉男 | 學校名稱: 臺中市立大甲高級中等學校 | 屆次: 第63屆--民國112年 | 組別: 高級中等學校組 | 科別: 工程學(二) | 得獎情形: 第一名 | 關鍵字: 酸雨,廢棄香灰,陶瓷3D列印 | 摘要或動機: 廢棄香灰處理不易且對環境有危害,廢棄香灰經定性分析後含鹼性物質CaO,佔其成分中50%,因此以廢棄香灰研究製成香灰屋瓦及地磚,探討其能否與酸雨酸鹼中和之可行性,我們進行多次屋瓦逕流酸雨及浸泡酸雨實驗,...

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臺中市立大甲高級中等學校

機關電話: 04-26877165- | 機關代碼: 387050100U | 機關地址: 臺中市大甲區中山路一段720號 | 機關層級: 4 | 機關英文名稱: Taichung Minicipal Dajia Senior High School

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陶瓷燒成新技術-以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷之研究

作者: 彭子瑜 | 黎昱君 | 楊仲宇 | 指導老師: 黃嘉男 | 學校名稱: 臺中市立大甲高級中等學校 | 屆次: 第62屆--民國111年 | 組別: 高級中等學校組 | 科別: 工程學(二) | 得獎情形: 第一名 | 關鍵字: | 摘要或動機: 本研究以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷,用於家用微波爐的集熱盒材料的材質以玻璃纖維為主體為佳,集熱材料使用碳化矽顆粒級配為1:3(320目碳化矽: 180目碳化矽) 有最佳的微波吸熱效率並半浸泡的...

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疫情之下的學習—探討ChatGPT對於高中學生數學混成學 習成效與學習參與度之影響

作者: 白芯瑋 | 曾筠倪 | 葉嘉恩 | 指導老師: 黃嘉男 | 學校名稱: 臺中市立大甲高級中等學校 | 屆次: 第63屆--民國112年 | 組別: 高級中等學校組 | 科別: 行為與社會科學 | 得獎情形: 佳作 | 關鍵字: 混成學習,ChatGPT,學習參與度 | 摘要或動機: 本研究首先透過自行設計之數學混成學習挑戰問卷,了解臺灣學生認為數學混成學習效 果的成因,並以此為基礎開發出數學混成學習智慧輔助教具。本研究開發之教具整合人工智 慧聊天機器人ChatGPT與通訊軟體LI...

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臺中市立大甲高級中等學校

開放時間緊急連絡電話: 04-26865154 | AED地點描述: 群英西樓靠近穿堂 (實習處辦公室外側佈告欄右上方) | 周一至周五起: 05:00:00 | 周一至周五迄: 22:00:00 | 臺中市大甲區中山路一段720號

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香灰再利用─以廢棄香灰製成屋瓦及人行地磚改善酸雨問題之研究

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陶瓷燒成新技術-以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷之研究

作者: 彭子瑜 | 黎昱君 | 楊仲宇 | 指導老師: 黃嘉男 | 學校名稱: 臺中市立大甲高級中等學校 | 屆次: 第62屆--民國111年 | 組別: 高級中等學校組 | 科別: 工程學(二) | 得獎情形: 第一名 | 關鍵字: | 摘要或動機: 本研究以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷,用於家用微波爐的集熱盒材料的材質以玻璃纖維為主體為佳,集熱材料使用碳化矽顆粒級配為1:3(320目碳化矽: 180目碳化矽) 有最佳的微波吸熱效率並半浸泡的...

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探討旋轉流中垂直熱對流造成流場變化之性質

作者: 賀崇恩 | 鄭益樺 | 指導老師: 杜其永 | 曾靖夫 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 物理與天文學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: 本研究發現並探討冰在旋轉流中快速融化時自轉加速的現象,甚至能比驅動旋轉流的速度快。根據文獻[1][2],近轉軸流場速度增快的現象可以以基本流體力學方程式計算、解釋並討論,但對邊界條件處理、影響的參數及...

高電場下含界面活性劑二氧化矽-矽油液體之機械力學特性 與結構探討

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2048遊戲的勝率與時間差學習法程式特徵之分析

作者: 樂峻佑 | 指導老師: 卓立杰 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 電腦科學與資訊工程 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): Patterns, TD Learning, 2048 Games | 摘要: 本研究共耗時了九個月,以資訊教室48台電腦為主要設備,共計執行了近2500萬次的遊戲,達成本研究的最終成果。以下將探討並分析一篇以時間差學習法為基礎寫成的 2048 人工智慧程式,在解讀程式碼當中適合...

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四角垛彩球遊戲研究

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真的是23.5度嗎?-以天文及氣象資料探討固定型太陽能板最佳架設傾斜角

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蚜蚜學泳–睡蓮蚜適應水上生活的機制

作者: 蔡崇德 | 郭天睿 | 陳彥翔 | 指導老師: 鄭楷騰 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 動物學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 睡蓮蚜 | 摘要: 睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲,而本研究證實:此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性,並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造:較輕的質量和較長的...

製備超疏水性修飾石墨烯海綿應用於廢油回收

作者: 王品方 | 吳昀軒 | 指導老師: 許名智 | 張煥宗 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 環境工程 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 石墨烯、超疏水性、海綿 | 摘要: 本實驗使用聚胺基甲酸酯(PU)海綿為基材,藉由在表面吸附石墨烯材料使海綿表面具有超疏水性,使其在水中能有效分離出油類或有機溶劑,達到油水分離的效果。將還原氧化石墨烯吸附在海綿上,接著使用十三氟辛基三乙...

改良鐵氧體法利用配體去除含鉻廢水

作者: 劉冠伶 | 黃佩怡 | 指導老師: 戴孟倫 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 環境工程 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 鐵氧體法,六價鉻,螯合配體 | 摘要: 鐵氧體是一種有特定晶體結構的複合氧化物,不溶於酸、鹼、鹽溶液和水。   鐵氧體法是目前較高效率、低成本處理六價鉻廢水的方法,該方法是利用亞鐵離子提供的電子將水溶液中的六價鉻還原成三價鉻,三價鉻取代鐵...

偵測注音文密碼強度之研究

作者: 劉孟瑋 | 吳晏婷 | 指導老師: 蕭旭君 | 黃芳蘭 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 電腦科學與資訊工程 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 注音文,密碼 | 摘要: 密碼為我們生活中常見的一項工具,它可以為我們保護我們的隱私,以免受到別人侵犯,但也同時間出現許多問題,例如:若密碼太過單純會使密碼的功能失去意義,讓其他人可以輕易存取使用者的資料。 在臺灣,注音文密...

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作者: 陳珊妮 | 高歆嵐 | 指導老師: 張煥正 | 張清俊 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 物理與天文學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 傅立葉轉換(Fourier transform)、 奈米螢光鑽石(fluorescent nanodiamond)、 超微量偵測(concentration measurement of extrem... | 摘要: 螢光奈米鑽石目前主要應用於生物定位,其結構中與一個氮原子相鄰的晶格缺陷部分 (Nitrogen-Vacancy) 照射波長532nm的雷射會發出637nm的螢光,對奈米螢光鑽石施加磁場會使螢光強度減弱...

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作者: 曹瑋 | 李謙 | 指導老師: 董展宏 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 數學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 字串、階差數列、排列組合 | 摘要: 本研究旨在探討由0與1組成長度為n的二元字串中滿足000-子字串數和111-子字串數相同(稱為平衡)之排列方法數。我們分成3個部分來探討:一、首先我們利用程式計算二元3平衡n字串和二元3非平衡n字串的...

正三角形的最小拼接

作者: 劉筱玟 | 程奕璇 | 指導老師: 邱士珊 | 鐘培碩 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 數學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 正三角形,鑲嵌,正整數解 | 摘要: 眾所周知,「如何使用三種不同邊長的正三角形,去拼出邊長最小的正三角形?」這個問題是困難的。本文限縮在分層或拼接的拼法下,探討此問題,並得到了答案。解決過程中牽涉到正整數解的存在性問題──如何找最小的正...

四角垛彩球遊戲研究

作者: 楊絜宇 | 周容安 | 指導老師: 邱士珊 | 吳承彥 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 數學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 四角垛,同餘,矩陣方程 | 摘要: 四角垛是「底層是邊長為 顆球的正方形,其上層在每顆球的中間排成邊長為 顆球的正方形,依此方式堆疊至最上層是邊長為 顆的正方形」。 本文主要探討的問題為:當四角垛最底層彩球用黑白灰三種彩球擺定...

正n邊形內接正四邊形之探討

作者: 傅予潔 | 指導老師: 陳惠香 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 數學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 正n邊形,內接正四邊形,尺規作圖 | 摘要: 本篇將探討在正n邊形中的內接正四邊形,即此正四邊形的四個頂點分別位於正n邊形的四個不同邊上。我們將正n邊形依邊長數分為n=4k、4k+1、4k+2、4k+3,透過電腦繪圖、尺規作圖法及公式驗證,得到以...

真的是23.5度嗎?-以天文及氣象資料探討固定型太陽能板最佳架設傾斜角

作者: 李聞碩 | 陳弈霖 | 指導老師: 張道民 | 陳楷文 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 工程學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 太陽運行軌跡,太陽能發電 | 摘要: 太陽能板一架設完成就要發電20年,若架設角度不正確,會嚴重影響長達20年整體發電量。那太陽能板最佳架設角度為何?又如何確保施工時能正確架設該最佳角度?為解決上述問題,本科展作品,藉由理論計算、電腦模擬...

蚜蚜學泳–睡蓮蚜適應水上生活的機制

作者: 蔡崇德 | 郭天睿 | 陳彥翔 | 指導老師: 鄭楷騰 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 動物學 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 睡蓮蚜 | 摘要: 睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲,而本研究證實:此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性,並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造:較輕的質量和較長的...

製備超疏水性修飾石墨烯海綿應用於廢油回收

作者: 王品方 | 吳昀軒 | 指導老師: 許名智 | 張煥宗 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 環境工程 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 石墨烯、超疏水性、海綿 | 摘要: 本實驗使用聚胺基甲酸酯(PU)海綿為基材,藉由在表面吸附石墨烯材料使海綿表面具有超疏水性,使其在水中能有效分離出油類或有機溶劑,達到油水分離的效果。將還原氧化石墨烯吸附在海綿上,接著使用十三氟辛基三乙...

改良鐵氧體法利用配體去除含鉻廢水

作者: 劉冠伶 | 黃佩怡 | 指導老師: 戴孟倫 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 環境工程 | 年度: 2020年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 鐵氧體法,六價鉻,螯合配體 | 摘要: 鐵氧體是一種有特定晶體結構的複合氧化物,不溶於酸、鹼、鹽溶液和水。   鐵氧體法是目前較高效率、低成本處理六價鉻廢水的方法,該方法是利用亞鐵離子提供的電子將水溶液中的六價鉻還原成三價鉻,三價鉻取代鐵...

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