臺科大化工系江佳穎教授與日本東京工業大學Tomohiro Hayashi教授團隊合作研究發現,調整甘油-硼酸根比例,能提升高價值「二羥基丙酮」(DHA)產量,在10月登上國際期刊《Journal of Catalysis》。
臺科大化工系江佳穎教授團隊研究發現,只需簡單調整溶液的甘油及輔助電解質(borate成分)濃度比例,即可大幅提升生質柴油廢棄物(甘油)價值。
江佳穎研究團隊將業界普遍使用的「鎳電極」,來進行生質柴油廢棄物「甘油」的高值化反應及水分解產綠氫實驗,只需簡單調整溶液的甘油及輔助電解質(「硼酸根(borate)」成分)濃度比例,就能提高「二羥基丙酮」產量。「二羥基丙酮」是每公斤數百美元的高價值產物,主要用在化妝品、醫藥、食品產業,比方助曬劑產品成分之一就是「二羥基丙酮」。
江佳穎表示,生質柴油產業會產生將近10-20%的廢棄物,也就是「甘油」。如何將甘油轉化成具經濟價值產物,提升生質柴油產業利益,帶動永續能源發展,是產業界多年研究方向。以往學術及業界研究重點多半放在固體(觸媒表面狀態),包括她的團隊在2020年也曾研究使用「氧化銅」做為觸媒材料,刊登於國際期刊《Applied Catalysis B: Environmental》。
然而這次研究發現,溶液中的硼酸根會抓取反應物甘油,電解液組成或許才是重點所在。並且以往在水電解產氫時,若無隔離膜將兩種氣體產物(氫氣及氧氣)分離,會有爆炸可能性。但在調整適當的甘油-硼酸根比例後,可以抑制溶液中的水在陽極可能產生的氧化反應(產物是氧氣),杜絕在綠氫(水電解在陰極的產物)同步生產時,氫氣及氧氣同時在反應器造成危險情況,安全性很高。
團隊成員-博士後研究員 Giang-Son Tran (前) 進行甘油反應時,利用拉曼光譜原位即時偵側電極材料及溶液組成變化。後方為江佳穎教授。
另外,團隊改以不含貴金屬的電解水產氫觸媒「氧化鎳」進行實驗,此成分並非高成本的材料,因此在業界可大幅使用。同時,因為整合系統內不會同時產生氫氣及氧氣,兩電極間不需要隔膜來避免爆炸風險,所以能降低系統的能量損失,更有效節能的產生綠氫及「二羥基丙酮」。
江佳穎說,感謝國科會的計畫補助及日本台灣交流協會「共同研究資助計劃」的支持, 這項研發成果將讓產業可以用最少能量、最低成本處理廢棄物甘油,並產生高價產物「二羥基丙酮」及綠氫。之後將接續此次研發成果,進一步設計新型態適合業界大規模製程的電化學反應器,逐步讓綠氫生產及有機廢物高值化的想法走出實驗室,讓綠能和生質能產業能永續且自給自足的健康發展。
團隊成員-博士後研究員 Giang-Son Tran進行甘油氧化反應的電化學實驗操作。
新聞刊登:
自由時報,https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/4822605
中央社,https://netzero.cna.com.tw/news/202410070106
中時(校園),https://www.chinatimes.com/campus/20241008004520-262301?chdtv
聯合新聞網,https://udn.com/news/story/7241/8275395
波新聞,https://www.bo6s.com.tw/news_detail.php?NewsID=87708
飛揚新聞,https://fion.news/index.php?pn=vw&id=319x82u4089e#vw
蹦新聞,https://bon6s.com/index.php?pn=vw&id=319x82u4089e#vw
CTIMES/SmartAuto,https://www.ctimes.com.tw/DispNews-tw.asp?O=HK8A77P18RCSAA00ND
中央社平台,https://www.cna.com.tw/postwrite/chi/383321
PCHOME新聞,https://news.pchome.com.tw/living/cna/20241007/index-17282699738475118009.html
蕃新聞,https://n.yam.com/Article/20241007631387
MSN新聞,https://pse.is/6j9zk5
新生報,https://www.tssdnews.com.tw/?FID=64&CID=766296
YAHOO新聞,https://pse.is/6j9zlp
新頭條,https://www.thehubnews.net/archives/439392
新高屏,https://kaopingtimes.com/archives/23789