保良局研發高效碳二氧化氣電解還原系統 減少碳足跡 促進實現碳中和目標

(SeaPRwire) –   香港, 2024年1月22日 — 全球暖化持續對人類社會及生態系統構成威脅,二氧化碳佔溫室氣體的最大比例,主導氣候變暖。為了應對氣候變化並實現碳中和目標,香港理工大學(理大)研究人員已開發一套耐用、高選擇性及高效率的二氧化碳(CO2)電解還原系統,可將CO2轉化為乙烯,用於工業用途,提供有效解決CO2排放的方案。此研究最近在瑞士日內瓦舉行的第48屆國際發明展上發表,並獲得金獎。

乙烯(C2H4)是全球需求最大的化學品之一,主要用於生產聚乙烯等聚合物,再製成塑膠及日常生活中常見的化學纖維,如購物袋。然而,乙烯仍主要來源於石化,生產過程帶來巨大的碳足跡。

理大應用物理學系主任及奈米材料講座教授劉偉德教授帶領研究團隊,採用電催化CO2還原方法,利用綠色電力將二氧化碳轉化為乙烯,提供一個更環保的替代方案及穩定的乙烯生產方式。研究團隊正致力推廣此新興技術,使其更接近大規模生產,實現碳循環及最終達至碳中和目標。

劉教授的創新點在於不使用鹼金屬電解質,而是採用純水作金屬無電解質,防止碳酸鹽形成及鹽沉積。研究團隊將其設計稱為APMA系統,A代表陰離子交換膜(AEM),P代表陽離子交換膜(PEM),MA表示所得膜組合。

當採用含有APMA及銅催化劑的無鹼金屬電池堆構成時,可產生高選擇性達50%的乙烯。系統亦可在工業級電流10A下運行超過1,000小時——大幅提升現有系統壽命,意味系統可輕易擴大至工業規模。

進一步測試顯示,成功抑制碳酸鹽及鹽的形成,CO2及電解質無損失。這對早前使用雙極膜而非APMA的電池而言尤為重要,因其電解質會因鹼金屬離子向陽極擴散而流失。早前使用酸性陰極環境的系統中,與乙烯競爭的氫氣生成問題亦得以減少。

此過程的另一重要特點是專門的催化劑。銅廣泛應用於化學工業的各種反應。然而,研究團隊使用的特定催化劑利用了銅的一些特殊特徵。以奈米規模製成的多個銅球,表面具有豐富的紋理結構,如階梯、疊層錯位及晶界。這些相對理想金屬結構的「缺陷」,為反應提供有利環境。

劉教授表示:「我們將致力進一步改進,提高產品選擇性,並尋求與工業界合作機會。APMA電池設計明顯可支持乙烯及其他有價值化學品的綠色生產,助力減排實現碳中和目標。」

此理大項目與來自英國牛津大學、台灣國家同步輻射研究中心及江蘇大學的研究人員進行合作。

本文由第三方廠商內容提供者提供。SeaPRwire (https://www.seaprwire.com/)對此不作任何保證或陳述。

分類: 頭條新聞,日常新聞

SeaPRwire為公司和機構提供全球新聞稿發佈,覆蓋超過6,500個媒體庫、86,000名編輯和記者,以及350萬以上終端桌面和手機App。SeaPRwire支持英、日、德、韓、法、俄、印尼、馬來、越南、中文等多種語言新聞稿發佈。

Previous post 瑞士私人銀行聯盟報告2023年淨利潤為223.8百萬瑞士法郎,同比增長6.4%
Next post 亞洲研究新聞提供一個尋找來源的平台給記者