為解決全球暖化問題,全球各國研發碳捕捉技術(CCU),不僅能降低企業高碳排,還能捕捉轉化為氫氣、甲酸、合成氣等富有經濟價值產物。對此,臺大NTU ZERO研發了新碳捕捉技術,未來將導入石化產業。
臺大NTU ZERO研發團隊於12月中旬發表「薄膜碳捕捉」及「電化學碳轉化」兩項碳捕捉與再利用技術,該團隊由台大化工系教授康敦彥、郭修伯、吳嘉文、余柏毅,以及台大化學系教授陳浩銘共同組成,將二氧化碳轉化為甲酸與合成氣,可達處理每日50公斤的二氧化碳處理量。
捕捉煙道氣廢物,年降低500萬噸碳排
台灣碳排放主要來自製造與能源部門,其鍋爐產生燃燒廢氣稱為煙道氣(Flue Gas),主要成分含氮氣、二氧化碳、水蒸氣與其他化學物質,尤其二氧化碳比例為9-14%。
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研發團隊利用超微孔金屬有機骨架(MOF)材料,選擇性地吸附二氧化碳。透過將主要是以鋁、鋅為主的MOF材料製成薄膜型態,並結合高分子材料,可以在連續進氣的條件下,有效地從煙道氣去除二氧化碳,且無需耗能的加熱再生過程,薄膜更換頻率至少一年以上。
此通透式薄膜碳捕捉技術,不僅大幅提高了碳捕捉效率,從原本的60%提升至約90%,更減少了碳捕捉過程中的能源消耗和二次碳排放。負責此技術研發的康敦彥表示:「若將國內10%的傳統化學捕碳方式替換為我們的技術,每年可減少約500萬噸的二氧化碳淨排放量。」
電化學碳轉化技術,生產富經濟化學品
除了捕捉二氧化碳,NTU ZERO團隊更進一步將其轉化為高價值的化學品。陳浩銘所領導的團隊,成功開發出高效能的電化學碳轉化技術,能將二氧化碳轉化為合成氣、甲酸等關鍵上游化學品,可利用在橡膠、醫藥、半導體產業等。
陳浩銘強調,NTU ZERO團隊的技術不僅能解決碳排放問題,更能創造新的經濟價值。將二氧化碳轉化為高價值的化學原料,不僅能減少碳排放,還能帶動新的產業發展。
目前,該團隊已成功打造出可處理每日50公斤二氧化碳的工業化概念機,將來朝向每年百萬公噸等級處理量。相較於傳統的電化學系統,該機台的能耗降低了60%,且具有高度自動化和可程式化的特點。
造價高達1000萬,創造價值成挑戰
這套「薄膜碳捕捉」及「電化學碳轉化」技術目前仍處於研發階段,下一階段將進行產業端實地測試。根據初步估算,一套完整的系統造價可能高達新臺幣500萬至1000萬元。
陳浩銘指出,雖然這只是理論上的數字,但此造價會依照企業需求、規模與現有綠電發電量來制定,也會降低造價成本,「許多石化業對此技術表達興趣,但高額的投資門檻讓部分廠商望而卻步。」
不僅高貴造價成為此技術導入產業的挑戰,企業是否願意投資碳捕捉與轉化產生化學產品,也是一個未知數。陳浩銘坦承,不少企業對此技術持觀望態度,認為轉化後化學產品並非所有都是企業所需,處理這些化學產品,反而提高了成本。看來,從研發到落地,台大團隊還有一大段路要走。