用電不到一顆燈泡的高效率二氧化碳捕捉裝置
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2022-05-18
依據國際能源總署 ( International Energy Agency, IEA ) 統計資料顯示，2019年全球二氧化碳排放量達到歷史高點，雖然到2020年因疫情因素有所下滑，但2021年排放量又逐漸攀升。當今有許多國家致力於發展碳捕捉科技技術，目的是捕捉二氧化碳以減緩全球溫室效應，全球目前約有30座碳捕捉、利用與封存技術(CCUS, Carbon Capture, Utilization and Storage )工廠在運行，每年約可捕捉4,000萬噸的二氧化碳，但仍遠不及淨零排放的目標，再者CCUS工廠面臨建置成本過高及捕捉效率不夠等問題，非為現代減碳國際主流技術。來自美國伊利諾大學 ( University of Illinois ) 的工程團隊研發一碳捕捉技術，碳捕捉效率宣稱可比現有系統有效100倍以上，且僅需耗費少量的能源投入。
此創新碳捕捉技術以改良之人造葉(artificial leaf)為概念，利用由四級銨化樹脂半透膜建構的膠囊來捕捉碳，當被陽光加熱時，膜內部的水分蒸發，而當水通過膜流出時，會選擇性的從空氣中吸收二氧化碳。膠囊內的人工光合單元由塗有催化劑的光吸收劑組成，可將二氧化碳轉化為一氧化碳，收集後能用於製造合成燃料。產生的氧氣亦可以收集利用或釋放到環境中。其中，由膜分隔的一側為乾燥的有機溶劑，用於捕捉二氧化碳，將其轉換成帶負電的碳酸氫鹽，並被另一側帶正電之水溶液所吸引，碳酸氫鹽移動至水溶液相後重新回到二氧化碳形式，並做後續利用。此創新碳捕捉技術於每4平方公分的反應面積可達到每小時捕捉3.3毫莫耳二氧化碳的效率，且過程僅需利用不到1瓦特LED燈泡所消耗的能量，實驗預估每噸二氧化碳的捕捉成本僅需145元美金，遠低於能源局建議的200元美金上限。此外由於小面積與模組化特性，使其易於堆疊，有潛力進行商業化，應用於各式場域，相信將有利於未來CCUS技術的發展。【延伸閱讀】- 人造葉片的發明可望以較乾淨的方式生產能源
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