農廢、二氧化碳變綠金中山大學兩技術奪國際展雙金
技術國際產生反應系統二氧化碳熱電中山大學農廢太陽能張耿 文章 參考資訊
【大紀元2024年03月22日訊】(大紀元記者袁世鋼台灣台北報導)中山大學[1]環境工程研究所副教授張耿崚的研究團隊,以創新技術將農業廢棄物與二氧化碳[2],透過綠色製程與太陽能動力,分別轉化為具高附加價值的奈米纖維素與化學材料。此兩項技術分別於2023 IWIS國際華沙發明展[3]、2023 INNOVERSE美國創新發明展中雙雙奪金[4]。
張耿崚表示,「木質纖維素」是一種含量豐富且容易取得的自然資源,從中解構出的奈米纖維素(CNF)具有優異的生物可分解性、比表面積、機械強度,除了可用於製造奈米複合材料外,也衍生出顏料、塗料、黏合劑、熱固性塑膠、熱塑性塑膠、水凝膠、化妝品、藥品添加劑、光學零件、奈米過濾器、防彈衣及醫療設備等多項高附加價值產品。
然而,目前製備CNF時多數皆使用酸處理法結合物理研磨法,會產生大量酸廢液,導致二次污染和設備腐蝕。為此,張耿崚的研究團隊以農業廢棄物稻桿為原料,將深共熔溶劑(DES)作為預處理溶劑,搭配超音波破碎機破壞木質纖維素的結構完整性,去除木質纖維素表面的蠟層和二氧化矽,過程中毋需添加任何化學物質,且成本低廉。
張耿崚說,此種高效環保的綠色製程,最後可產出高達17%的奈米纖維素產率,平均纖維長度達318奈米,在減少農業廢棄物的同時,也備製出重要的生質材料。此創新技術在2023年12月的IWIS國際華沙發明展[5]中一舉奪金[6]。
此外,該團隊也研發全新的綠色減碳技術,可將捕獲的二氧化碳[7]轉化為高附加值的化學品和燃料。張耿崚指出,團隊使用太陽能為非熱電漿系統提供動力,透過反應產生的高能電子,對二氧化碳分子進行電離、激發及解離活化,克服了二氧化碳分子不易破壞、破壞時需耗費大量能量的困難。
張耿崚說,這項技術通過MATLAB R2022b的人工神經網絡(ANN)分析模擬檢驗,實現最佳的二氧化碳轉化效率,可在常溫常壓下有效減少並再利用大氣中的二氧化碳,不僅在規模和應用上都非常容易擴充,且不需依賴地球其他資源,是一項前景可期的減碳技術,榮獲2023 INNOVERSE美國創新發明展金獎的肯定。◇
責任編輯:鄭樺
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