【記者姚孟汝報導】工業革命後，二氧化碳排放量大幅上升，許多科學家開始研究如何將二氧化碳轉化為工業燃料或化學原料。就讀國立陽明交通大學應用化學系學生張祐嘉在教授洪崧富的指導下，發表「疏水性分子修飾之氧化銅奈米管催化劑促進安培級二氧化碳還原反應之探討」論文，研究如何更有效地利用電催化技術進行二氧化碳還原反應，將其轉化為具價值的經濟產品，榮獲傑出科技獎學金肯定。 電催化是一種使用電能促進二氧化碳還原的技術。銅在電催化技術中，是目前唯一能有效生成二碳以上、高工業應用價值產物的金屬催化劑，如乙醇、乙烯等。「然而銅催化劑在二氧化碳反應的表現不是很好。」張祐嘉補充道，因其不穩定的缺點，以至於仍有許多改進空間，在前人的研究基礎下，張祐嘉參考過去文獻，並嘗試多種反應濃度、溫度及反應時間的條件，成功合成出效能較佳的氧化銅奈米管作為催化劑。 一般的氧化銅奈米管在二氧化碳還原反應中，可能會面臨水在電解還原後產生氫氣，而氫氣會佔據催化劑表面，與二氧化碳競爭進行化學反應的位置，降低還原效率。因此本次實驗在氧化銅奈米管內外側增加疏水性的小分子，創造出疏水的通道。「疏水性小分子可以類比為我們身體的絨毛結構」張祐嘉補充道，這些小分子能使水不容易滲透或附著其上，降低產氫反應，幫助二氧化碳有效參與。 另外，科學家們為了能夠提高二氧化碳還原反應的效率，致力於提升實驗的電流密度以提高反應速率，然而銅催化劑在高電流密度下往往會降低其穩定性，造成乙烯產能下降。張祐嘉分享，本次實驗的氧化銅奈米管在每平方公分1安培的高電流密度下，仍維持一定的乙烯產量，並有效抑制氫氣的生成。 談及未來規劃，洪崧富表示，他們將持續設計不同的催化劑，突破目前的催化活性。國立高雄科技大學助理教授兼研發處副研發長兼計畫營運組長潘俊仁說：「無論是在創新性還是未來的應用上，我都期待這項技術的後續發展。」但他提醒，實驗室的突破性研究若要轉為應用在商業，許多工程與成本問題會是阻礙，因此仍需更多的測試。

【記者陳卓希綜合報導】生質柴油雖屬環保可再生能源，然其產製過程仍會產生大量甘油廢棄物。有鑑於此，國立中山大學化學系助理教授邱政超，與國立臺灣科技大學化學工程系副教授江佳穎團隊合作，發現光觸媒（註1）「釩酸鉍」可使甘油轉換成高經濟價值產物，並提出釩酸鉍催化反應的新觀點。此研究於5日刊登於國際期刊《應用催化B：環境》（Applied Catalysis B: Environmental）。註1：光觸媒又稱光催化劑，可利用光能催化反應物進行氧化還原反應。因作用媒介為自然光，所以具環保的優點。 光觸媒「釩酸鉍」可讓廢甘油轉換成高經濟價值產物，還可連帶產生乾淨能源氫氣，改善原本生質柴油問題。　圖／臺科大提供全球暖化日趨嚴重，為降低環境污染，各國皆積極開發可替代石化燃料的再生能源，其中氫氣與生質柴油被視為發展關鍵。團隊成員、臺科大化工系博士後研究員武長江表示，團隊將製造生質柴油時產生的大量甘油轉化為「二羥基丙酮」，其可作為化妝品、醫療用品中的多功能添加劑。他補充，轉換過程還可分解出乾淨能源氫氣，大幅提升生質柴油產業發展效益。團隊首度分析不同晶體結構的釩酸鉍作用於甘油氧化反應的差異，發現不同結構的釩酸鉍會使催化結果不同。邱政超說明，團隊在釩酸鉍晶面進行光電催化反應（註2），並透過量子力學計算，模擬不同晶面的釩酸鉍與甘油的作用情形，發現甘油傾向吸附於釩酸鉍的（010）晶面。他說：「大部分催化劑要發揮作用的一個重要前提，就是反應物需要跟催化劑有接觸。」而（010）面的釩酸鉍與甘油作用可達最佳轉化效率。註2：光電催化反應是利用光電極材料等方式加速光電化學反應的作用。 製造生質柴油的過程，會連帶產生大量甘油，因產量過多而成廢棄物，需以蒸餾設備進行回收。圖為示意圖。　圖／陳卓希攝「全球化學工業有九成的產品是由催化反應製成的。」江佳穎強調催化物的重要性。他提到，過去團隊曾與他校合作，使用「氧化銅」作為催化物，將甘油轉換成二羥基丙酮。但此次使用釩酸鉍，不僅成功轉換，過程中還能製造具替代能源潛力的氫氣。同時因釩酸鉍本身具有可吸光特性，更能減少反應過程所需的用電量，使製造成本降低。邱政超提出，甘油轉化成的二羥基丙酮，不僅對人體和環境無害，也提供生質柴油產業新的發展方向。「這個研究算是讓光觸媒的應用更有發展性。」國立臺灣大學化工系教授吳紀聖認為，目前光觸媒多用於淨化空氣和水質，可消除空氣中的異味和黴菌，也能替飲用水消毒，可見光觸媒應用廣泛。 團隊的研究能提供生質柴油業發展方向，讓原先的廢棄物成高經濟價值產物，希望找到可再生的替代能源，持續重視環境及資源永續利用的課題。圖為示意圖。　圖／陳卓希攝團隊研究不僅證實釩酸鉍具轉化甘油的功能，更發現催化活性最高的晶體結構，「最重要就是找出催化活性的不同。」邱政超談到，期待研究能成為催化劑發展的基礎，以便製造更多可再生的替代能源，緩解能源耗盡及環境污染的問題。

【記者阮珮慈綜合報導】據世界經濟論壇（World Economic Forum, WEF）發布的報告指出，塑膠製造量在未來20年預計會倍增，但塑膠的回收率卻停滯不前。新加坡南洋理工大學化學及生物化學系助理教授蘇漢昇指導學生，成功利用光把塑膠垃圾分解成能做為氫燃料電池發電原料的甲酸，盼以對環境無害的方式減少塑料廢棄物。 新加坡南洋理工大學化學及生物化學系助理教授蘇漢昇指導學生，成功利用釩基光催化劑降解塑膠產生甲酸，可用於發電。圖左為團隊學生陳國富，右為教授蘇漢昇。　圖／陳國富提供根據《國家地理》報導指出，「燃燒」為現今將垃圾轉製成能源的普遍方式，過程中可能會排放低濃度的戴奧辛、酸性氣體和重金屬等有毒物質。蘇漢昇說：「我希望能使用化學方法來幫助人們解決問題。」他期望本次研發能夠解決全球暖化和環境浪費等問題，並強調此作法不會造成環境汙染且成本低廉，將有助於塑料廢棄物大規模轉換成可用乾淨能源。團隊成員陳國富說明，他們首創將含有可與生物相容的化學化合物「釩基」做為光催化劑，他解釋說：「想像塑膠上有一長串的碳，釩基光催化劑能幫助將碳切割下來，和空氣反應成氫氧基和甲酸。」當釩基與塑膠垃圾一同溶解在有機溶劑乙腈裡，釩基會與塑料中「氫氧基」的氧原子銜接，在外部光源的照射下，釩基可協助反應使塑料內含的碳碳鍵斷裂，產生氫氧基和甲酸。其中，氫氧基可再投入反應分解塑料，而甲酸則可被蒐集起來生產氫氣，製成氫燃料電池或防腐劑。國立成功大學生命科學系學生吳奇駿認為，此研發可望解決自然界無法完全分解塑膠的問題，但反應中的塑膠必須含有氫氧基為一大限制。「常用的塑膠製品如寶特瓶、塑膠袋等幾乎都沒有氫氧基。」吳奇駿解釋說，若未來有技術可在所有塑膠中加入氫氧基，也許能擴展該方法的應用範圍。團隊成員黄韵如也盼望未來該研發可以更加符合市場需求，真正解決塑膠廢料問題。 團隊成員陳國富解釋，釩基光催化劑能幫助將塑膠上的碳切割下來，和空氣反應成氫氧基和甲酸，該研發目前獲得實驗室級階段性成功。　圖／陳國富提供環境資訊中心秘書長陳瑞賓對於此研發表示樂見其成，但他說：「許多號稱能分解塑膠的方法，可能因成本太高或只能作用於特定條件，沒有產生革命性的轉變。」蘇漢昇也坦言，目前團隊已成功將少量塑膠碎片轉化為甲酸，獲得實驗室級的階段性成功，陳國富則強調，實驗室未來會繼續改良釩基光催化劑，使之在水中也能發生反應，進而解決海洋廢棄塑料問題。