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綠藻結合空氣清淨機 有效降低室內二氧化碳
新知
第1796期
綠藻結合空氣清淨機 有效降低室內二氧化碳
2024-10-18
【記者李香霆報導】以二氧化碳為主的溫室氣體,正在衝擊地球生態環境,我國因此訂立2050淨零排放碳中和目標。為呼應全球趨勢,國立臺灣科技大學建築系博士班的賴弘翌,在求學期間開發「綠藻淨氣機」,將綠藻與二氧化碳間具有高轉換率的特性結合空氣清淨機,平衡室內空氣中氧氣與二氧化碳的濃度,並以此榮獲2023年U-Start創新創業計畫的績優團隊。 人體在高濃度二氧化碳的環境中,不僅會導致頭暈疲勞、注意力下降,長時間暴露甚至可能造成意識模糊等永久性傷害。目前市面上的全熱交換機透過交換室內外空氣以降低室內二氧化碳濃度,但是安裝時必須配合建築和裝潢,建置成本高昂。賴弘翌為此研發綠藻淨氣機,除了免安裝且機動性高的優勢外,也藉由綠藻減碳,為環境注入新鮮氧氣。 綠藻淨氣機是目前唯一能夠分解二氧化碳的空氣清淨機,利用馬達過濾空氣,之後送入受24小時光照的綠藻缸,透過光合作用的原理,吸收二氧化碳並釋放氧氣。賴弘翌從數據談起綠藻與二氧化碳間的高轉換率:「平常我們在一個空間裡面,如果二氧化碳達800ppm就會有點不舒服,綠藻養得好的話,每秒大概可以吸收200ppm的二氧化碳。」 今年八月,綠藻淨氣機進駐於新北市青年局青職基地。然而,綠藻養殖不易導致產品無法發揮最大減碳效用,同樣數量的綠藻在不同空間中也需要不同的光照和空氣量。「我們發現它如果到不同的空間,養殖的狀況可能會需要微調。」賴弘翌與團隊對此隨即在十月初以物聯網的概念,從機器裡的感測器即時監控綠藻的生長狀況,打造自動化調整光照與藻缸空氣量的追蹤系統,進行智慧養殖。 談及未來發展,賴弘翌認為,相對於透過植樹造林,綠藻減碳目前仍是一個新穎的概念,所以尚未被廣泛應用至日常生活中。國立成功大學化學工程學系教授張嘉修則抱持正面態度說:「像圖書館這種需要快速降低二氧化碳濃度的場合,很適合用這個設備。」賴弘翌也分享,現階段僅是將綠藻應用在淨氣機上,但期望未來能結合自身的建築專業,打造與生態和諧共存的綠色建築。
融舊技術促效能轉換 二氧化碳電池新突破
新知
第1709期
融舊技術促效能轉換 二氧化碳電池新突破
2019-10-17
【記者阮珮慈綜合報導】溫室氣體導致全球暖化情況日益嚴重,其中,二氧化碳佔比26%,各界不停呼籲有關工業減少廢氣排放,卻遲遲沒有顯著成效。有鑑於此,國立雲林科技大學學生曾博仁、國立中央大學學生曾博彥以及中國醫藥大學學生劉恩慈,在雲科大環境與安全衛生工程系教授郭昭吟的指導下,研發出「捕集空氣中二氧化碳發電的電池」,直接將空氣中的二氧化碳轉換為電能,獲得2019台灣潔能科技創意實作競賽大專儲能應用組金牌。 曾博仁、曾博彥、劉恩慈發明「捕集空氣中二氧化碳發電的電池」,獲得2019台灣潔能科技創意實作競賽獲得金牌獎。 圖/曾博仁提供 與傳統的二氧化碳燃料電池作比較,曾博仁解釋,以往的二氧化碳燃料電池,因為無法取得高濃度二氧化碳氣體,需要額外蒐集二氧化碳氣體使用,過程較繁瑣且蒐集之氣體濃度低,導致該類電池無法廣泛運用。他強調,「往往沒有人考慮到直接把空氣中的溫室氣體拿來產電。」本次研發跳脫過往思維,直接蒐集空氣中的二氧化碳轉換為電能,成本設備低,產能效率高且穩定。  圖為捕集空氣中二氧化碳發電的電池全貌,(1) 太陽能板、(2) 溫度計、(3) 玻璃真空集熱管、(4) 鋁/CO2燃料電池、(5) 吸氣幫浦開關、(6) 加熱脫附CO2輸送管。圖/曾博仁提供 「主要是希望能完成一個不僅能節能減碳,甚至能以二氧化碳發電的電池。」曾博仁表示,本次參賽作品從今年四月開始發想,耗時半年於本次競賽中首次亮相。「捕集空氣中二氧化碳發電的電池」先運用幫浦將空氣灌入設有活性炭的管柱中,讓活性炭吸附(註一)其中的二氧化碳,再利用太陽能真空集熱管加熱進行熱脫附(註二),此時脫附的二氧化碳氣體濃度高,可直接作為二氧化碳燃料電池的發電源。 註1:活性炭吸附,該發明運用活性炭進行物理吸附,吸附過程中物質不會改變二氧化碳原來的性質,因此吸附力小,被吸附的物質很容易再脫離,以此發明為例,只要升高溫度,就可以使被吸附的氣體逐出活性炭表面。註2:熱脫附,該發明運用太陽能加熱,使被吸附的氣體離開活性碳表面,脫離的過程叫做脫附。  「活性炭吸附二氧化碳、太陽能熱脫附以及二氧化碳燃料電池的原理早就出現,但鮮少被利用」曾博仁補充,這次發明的特色之一,就是在低成本的情況下,將三項科學原理結合,創造出可以直接捕集空氣中二氧化碳的綠能電池。長期鑽研各種能源知識的東尼能源小教室認為,此發明能夠同時做到減碳和發電,設備成本也在經濟合理範圍內,十分難能可貴。 東尼能源小教室更指出,「綠能,毫無疑問是通往未來的唯一道路。」如何同時達到乾淨、效率、經濟和穩定等特點,是綠能發展的首重課題。郭昭吟期望,「二氧化碳電池在未來的應用上,主要是希望能利用於像是煙囪、排氣管等二氧化碳濃度較高的排放處」他認為如此可以同時產電並消耗空氣中二氧化碳。  玻璃真空集熱管前端設有溫度計,只要在戶外曝曬20到30分鐘,溫度就能超過攝氏100度。一小時之後,電池就可以充飽電。 圖/曾博仁提供 該電池目前透過外接傳輸線,可提供充飽手機兩次的電量,電量耗費完後用幫浦將空氣灌入電池中,再予以太陽曝曬一小時即可充飽。團隊未來也將朝結合鋰電池、輕型電器電池和電動汽機車電池研究,期望可以將該電池廣泛運用在日常生活中。 
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