台科大团队携手东京工业大学 研究成果登国际期刊
【记者王志诚、周贞伶/台北报导】 2024/10/13

▲台科大化工系江佳颖教授团队研究发现,只需简单调整溶液的甘油及辅助电解质(borate成分)浓度比例,即可大幅提升生质柴油废弃物(甘油)价值。(图∶台科大提供)
台科大化工系江佳颖教授与日本东京工业大学Tomohiro Hayashi教授团队合作研究发现,调整甘油-硼酸根比例,能提升高价值「二羟基丙酮」(DHA)产量,在十月登上国际期刊《Journal of Catalysis》。

江佳颖研究团队将业界普遍使用的「镍电极」,来进行生质柴油废弃物「甘油」的高值化反应及水分解产绿氢实验,只需简单调整溶液的甘油及辅助电解质(「硼酸根(borate)」成分)浓度比例,就能提高「二羟基丙酮」产量。「二羟基丙酮」是每公斤数百美元的高价值产物,主要用在化妆品、医药、食品产业,比方助晒剂产品成分之一就是「二羟基丙酮」。

江佳颖表示,生质柴油产业会产生将近十至二十%的废弃物,也就是「甘油」。如何将甘油转化成具经济价值产物,提升生质柴油产业利益,带动永续能源发展,是产业界多年研究方向。以往学术及业界研究重点多半放在固体(触媒表面状态),包括她的团队在二○二○年也曾研究使用「氧化铜」做为触媒材料,刊登於国际期刊《Applied Catalysis B:Environmental》。

然而这次研究发现,溶液中的硼酸根会抓取反应物甘油,电解液组成或许才是重点所在。并且以往在水电解产氢时,若无隔离膜将两种气体产物(氢气及氧气)分离,会有爆炸可能性。但在调整适当的甘油-硼酸根比例後,可以抑制溶液中的水在阳极可能产生的氧化反应(产物是氧气),杜绝在绿氢(水电解在阴极的产物)同步生产时,氢气及氧气同时在反应器造成危险情况,安全性很高。

另外,团队改以不含贵金属的电解水产氢触媒「氧化镍」进行实验,此成分并非高成本的材料,因此在业界可大幅使用。同时,因为整合系统内不会同时产生氢气及氧气,两电极间不需要隔膜来避免爆炸风险,所以能降低系统的能量损失,更有效节能的产生绿氢及「二羟基丙酮」。

江佳颖说,这项研发成果将让产业可以用最少能量、最低成本处理废弃物甘油,并产生高价产物「二羟基丙酮」及绿氢。之後将接续此次研发成果,进一步设计新型态适合业界大规模制程的电化学反应器,逐步让绿氢生产及有机废物高值化的想法走出实验室,让绿能和生质能产业能永续且自给自足的健康发展。