政大大學報

取代燃燒垃圾製程 光催化劑分解塑膠發電

【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。