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在德國科學家倫琴發現X射線以前，醫生診斷病患體內的情況在手術前都只能依據觸診或是病患自己的描述，這樣的診斷方法常會造成誤診，以致拖延治療進度

現代醫學造影技術的發展，使病患經過掃描後就能夠很清楚的知道體內發生的問題，協助醫生更了解病患的狀況。

就讓Q博來簡單的介紹醫學影像技術吧！

【3D影像醫學及手術】
1970年代發展的電腦斷層(Computed Tomography，簡稱CT)及磁振造影(MRI)，經過數代的進階，時至今日的21世紀，不僅速度飛快、解析度高清、更進入從二維(2D)重建三維(3D)接近人體解剖的虛擬實境(Virtual Reality簡稱VR)的軟體發展。 VR虛擬實境已經運用在遊戲、媒體、室內設計、建築等各行各業，透過這樣技術將是未來融合虛實世界的重要設備，同樣運用於外科手術，三維(3D)的VR更可以做治療前計畫、教學及微創手術前的模擬操作。

所謂的AR擴增實境（Augmented Reality）的定義就是將3D重建的VR與實際的即時影像重疊結合，讓醫師在手術時更清楚病灶及周圍器官的相關性，特別是血管，使手術避免出血，視野更清楚。 目前至少已經有三個器官突破挑戰AR，即是眼睛、手與腦部(Augmented Eye, Hands and Brain)，這個確定性的進步不僅是醫療科技的創新更是人民的福祉。
https://scitechvista.nat.gov.tw/UrlMap?t=fG8

【核子醫學科技】
大自然中有氮、氫、氧、碳……等多種元素，這些元素分別有不同的原子序數與質量數。凡原子序數相同、質量數不同的元素都稱為同位素，各同位素的化學性質仍相同，只是物理性質不一樣。例如：氫有三個同位素，氫一叫氫，氫二叫氘，氫三叫氚，原子序都是1，但其質量數，氫是1，氘是2，氚是3，質量數的不同，使物理性質也不同。若從物理上觀察：氫的個性穩定，不會釋出放射線，稱為氫的「穩定同位素」；氚的個性不穩定，會釋出β負粒子放射線，稱為氫的「放射性同位素」。

當我們需要放射線的時候，可以先製造一個不穩定的放射性同位素，由於它會釋出不同能量的粒子與放射線，也因此，放射性同位素成為人造放射線的主要來源之一。

核醫科技結合放射性同位素藥物及放射線示蹤性，協助醫生診斷或追蹤病情；利用Ｘ光的穿透性，讓體內器官組織病變在底片上顯示；紫外光與物質作用時具有殺菌力；醫院為癌症病患做放射線治療，即是一種透過鈷-60加瑪（γ）射線或電子加速器產生X射線殺死癌細胞的治療方法。
https://scitechvista.nat.gov.tw/UrlMap?t=h5C

【磁振造影】
要說明磁振造影的原理，必須先解釋什麼是「核磁共振」。可以想像一個原子的結構，是在中心有一個很小的原子核，週圍有電子。不同的元素，它的原子核裡，會有不一樣數目的質子與中子，質子與中子數量的總和，稱為「質量數」。一個原子，只要原子核的質量數是奇數，比如是1, 3, 5, 7……的時候，當原子在強力磁場的作用下，原子核外圍電子的「磁矩」的「總向量和」，就會順著磁場方向來排列。這個時候，如果向原子照射適當的電磁波，原子核就會吸收其中的特定波長或能量的電磁波，被激發到比較高的能階，這個過程稱為「核磁共振」。
原子核會自然從高的能階掉回低的能階，此時它會放出電磁波，於是就產生了核磁共振的信號，也就是用來做磁振造影的信號。我們可以用儀器偵測這些信號。比方說，生物體內含有許多水，水分子是由氫原子和氧原子組成的，氫原子的質量數是1，我們就可以使用核磁共振的設備，讓它產生信號，並且偵測。醫學界發現，利用這個方法，不必動手術接觸人體，就可以獲取體內水分子分布的資訊，從而精確繪製人體內部的結構，這就叫做磁振造影。
https://scitechvista.nat.gov.tw/UrlMap?t=i8w

約莫一人高、寬如矮櫃，世界上第一個家用氫能儲能系統問世。

氫能源動力與儲能、電能供應應用市場已經開始進入商業化應用的初期階段了。未來幾年，氫能源應用無論在技術發展、性能效率以及價格成本等方面，都將會持續明顯優化與普及。氫元素是地球以及宇宙中最普遍存在的元素之一，對於自然資源缺乏，對於稀土資源的掌握更加薄弱，目前約98%的能源必須仰賴進口的台灣而也，發展氫能源相關應用是台灣產業界與能源應用領域不容錯過的重要發展趨勢，更是產業升級，提升國際競爭力以及能源自主安全性不可或缺的戰略性關鍵項目之一。

全新上市，目前要價近 74 萬台幣，全球第一個家用氫能系統登場..... （01/25/2021 TechNews科技新報）

（作者 Daisy Chuang）雖然與傳統的鋰離子電池儲能系統相比，澳洲新創 Lavo Hydrogen Technology 公司打造的 168x124x40 公分設備稍嫌笨重，足足有 324 公斤，無法壁掛架安裝、只能放在地板上，但該有的功能都有，可以儲存屋頂太陽能多餘電力，以電解水製氫技術製造氫能與氧氣。

官網介紹指出，Lavo 氫能系統裡面有 4 個裝有專利「金屬氫化物海綿」的儲氫罐，可以在 30bar 壓力下運作，儲存 40 KWh 能量，大約是特斯拉 Powerwall 2 13.5kWh 的三倍，足以滿足一般住家兩天需求，儲存與充電循環更達 2 萬次，同時為了增強反應速度，還加裝一個小型 5KWh 的鋰離子電池組。

氫能系統也有 wifi 功能與監控與控制通訊 App，可以即時觀看儲氫量與使用量，Lavo 指出，這也是模組化設計，用電需求較高也可裝置多個設備，打造氫能版「虛擬電廠」。

不過雖然他可以儲存許多能量、讓人們在沒有陽光時仍然不依賴電網，使用壽命更長達 30 年，是鋰離子電池長兩倍以上，也不會產生任何有毒化學物質造成回收困難。但它價格不斐，落在 34,750 澳元（近 74 萬新台幣），大概可以買三台 Powerwall、又或是一輛車吧，Lavo 則希望 2022 年第四季可以把售價降到 29,450 澳元，並在那時候全球販售。

目前鋰離子電池充放電效率高達 90% ，以最小的損耗存儲和釋放能量，這方面來說的話，氫能所採用使用質子交換膜製氫效果則較低，約為 80%，只不過他有著使用壽命長、回收簡易與氫能應用範圍廣等優點。

而針對氫能，其實也有滿多關於安全性的疑慮，畢竟氫氣易燃，空氣中體積濃度在 4% 和 75% 之間就可燃燒，雖然範圍比天然氣還要廣，但與使用天然氣與瓦斯一樣，都得避免閃火點、燃燒及爆炸潛力、爆炸壓力等，對此 Lavo 表示，氫氣若「洩漏」會立即擴散到空氣中，著火與爆炸的可能性較低，也不會比常見的汽油、天然氣等常見材料還要危險。

更多相關細節請見：
Green Energy Hydrogen Battery by LAVO Australia - Renewable
Generate storage from your solar panels
https://lavo.com.au

World-first home hydrogen battery stores 3x the energy of a Powerwall 2
https://newatlas.com/energy/lavo-home-hydrogen-battery-storage/

Tesla Powerwall Rival Seeks to Bring Hydrogen Into Your Home
https://lavo.com.au/tesla-powerwall-rival-seeks-to-bring-hydrogen-into-your-home/

完整內容請見：
https://technews.tw/2021/01/25/lavo-hydrogen

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【快速認識核能製氫目前進度】
#核能也能搞製氫 #要搞彈性一起來
最近歐洲好多再生能源業者為了減少棄電率以及減少電網負擔(其實是要提升自己的商業效益)，開始結合電廠與製氫廠，但你知道核能也可以這樣搞嗎？

▋氫能源是二次能源是載體
化石燃料、核能以及再生能源屬於初級能源（primary energy source）。氫氣和電力屬於次級能源(secondary energy source)，次級能源指初級能源經轉化後以別種形式存在的能源，也就是，氫氣和電力不會憑空誕生，必須透過初級能源製造。此外，熱力學第二定律告訴我們，所有轉化過程皆會導致能量損失。也就是說，若將煤炭轉換成電能、電能所蘊含的能量會減少，因此，開電暖器取暖會比燒煤炭取暖更加耗能。

化石燃料、氫氣和電力同屬於能源載體(energy carrier)，描述一種能讓你透過轉換器將能量變成機械能或熱能的媒介。舉個例子，石油透過汽車的內燃機轉變為動能、讓你四處移動；電力透過電暖器的電熱絲產生輻射熱供暖。一世紀以來，能源載體朝著更輕、更方便攜帶且低碳/無碳排的趨勢前進，因此可以預期將來電力和氫氣會取代化石燃料，而各行各業的電氣化將會是必然的趨勢。

▋核能製氫
四十年前就有人想過利用核能產生的高熱或電力來製造氫氣了，第四代反應爐的高溫氣冷式反應爐(high-temperature gas-cooled reactor, HTGR)即為一例。該反應爐能提供將近一千度的高溫氦氣以提升熱化學反應和製氫製程（如天然氣-水蒸汽的重組反應, Reforming）的效率。設計上也能支援海水淡化和小型模組化。

四代爐國際論壇(Generation IV International Forum)的成員：加拿大、中國、法國、日本、俄羅斯、印度、歐盟、南非、美國都有設計專門用於產氫的核電廠或已在實驗室進行初步驗證。隨著市場需求提升，各國有加快(或重新)研發步驟的趨勢。但這趕不上市場對乾淨氫氣的需求，法國決定另闢路徑：用核電電解水

法國電力公司和英國政府於2018年時組成了Hydrogen to Heysham (H2H)聯盟驗證核能製氫的可能性。H2H聯盟於Heysham核電廠內安裝了1MW的鹼性電解裝置(alkaline electrolyser)和1MW的質子交換膜電解裝置(proton exchange membrane electrolyser)，並驗證了兩套主流電解技術的表現。將一部分核電撥給此兩套系統，日產氫氣量最高可達800公斤。

研究同時表示，規劃中的Sizewell C核電廠、以及建造中的Hinkley Point C核電廠都將能支援大規模、模組化電解系統。研究給出以下結論：從技術和安全層面來看，核能製氫實際可行，而且有潛力從預計的示範型計畫擴大規模。H2H聯盟認為，若串聯電解系統和核能，將能製造足夠的氫氣以滿足英國未來一大部分的需求。又，為了反映核電廠整體生命週期的碳排放，H2H聯盟替核能製氫加上了名目碳足跡。

美國能源局(U.S. Department of Energy)的核能製氫計畫將由Idaho National Laboratory主持。預計在2020和2021年，於Ohio、Arizona、Minnesota州的三處核電廠驗證核電電解水的相關技術；能源局期待此計畫能提升核能的長期競爭能力。

▋經濟表現
核能大量穩定的輸出是低碳能源中最大的優勢。H2H聯盟的研究報告指出，核能的穩定輸出能使電解裝置達到93%利用率。由於 #電解裝置的每日利用時間越長、#越能降低其製氫成本，故和間歇性的風力及太陽能相比，核能在成本上有競爭優勢。美國能源局也抱持相同看法。

替核電廠加裝電解裝置也是替核電添加了彈性調度的強力外掛，如此核電廠就能在電網需求不高時將多餘電力轉變為氫氣儲存起來；並在電力需求上升時，將氫氣透過燃料電池轉換為電力。這種彈性有助於穩定整體電網、彌補再生能源的間歇性和不穩定性。也幫助核能在偏向再生能源的電力市場中更有競爭性。

氫氣可現地儲存、或透過氫氣基礎設施儲存、運送、分配。對應的充氫站、氫氣運輸管線等基礎建設的鋪設將會帶動一波需求。足量的氫氣供應將會對交通運輸業(燃料電池)和供暖行業(取代天然氣)有極大的幫助。

H2H聯盟的研究已證明現行的核電廠技術和電解裝置技術就能達成核能產氫的目標，也有潛能擴大規模，在主要結構候選材料Inconel 617通過50萬小時的高溫實驗驗證後，高溫氣冷式反應爐有望能加速問世。

▋這是個結論
電解製氫核能來做的話很OK，至於為何歐美要積極切入這塊，主要還是因應多變電力市場以及多元經營為考量~ 未來賣氫氣可能比賣電更好賺。近期EDF已經遞出Sizewell C核電廠的興建申請，製氫計畫也包含在裏頭，若順利動土，將很快看到歐洲第一個核電製氫的商業規模案例，預估每天可達22萬噸的氫產量，價格也可以達到每公斤約2美元，此外，目前歐洲投資環境對核能發電並不友善，但對於製氫則是屬於永續投資分類的一環，核能業者也能藉此獲得資金。

至於台灣要搞氫經濟... 也得先生出穩固又無碳的電源咩~

▋參考資料
Hydrogen to Heysham feasibility report
https://reurl.cc/exnXZ7