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中山大學與台科大研究登頂尖期刊 解密催化劑助推「氫經濟」

發佈日期: 2020-12-14
國立中山大學與台灣科技大學團隊在光觸媒「釩酸鉍」表面上進行光電催化反應,可使生質柴油廠的廢產物甘油,轉換成高經濟價值產物「二羥基丙酮」,且轉換過程中,甘油水溶液中的水也可分解成氫氣,成為乾淨能源,這項對生質柴油產業有重大影響的研究,獲刊國際頂尖期刊「Applied Catalysis B: Environmental」。

這項研究由中山大學化學系助理教授邱政超與台灣科技大學化學工程系副教授江佳穎團隊共同合作,研究團隊成員還包括台科大化工系越南籍博後武長江(Truong-Giang Vo)和化工系研究生高啟昌。「Applied Catalysis B: Environmental」在全球物理化學領域或化學工程領排名前5%,是愛思唯爾(Elsevier)旗下的國際權威期刊,主要刊登環境相關的催化科學研究成果,發表的論文具有高度的創新性與前瞻性,在環境催化領域有極高的影響力。

為了減少使用石化燃料,並降低全球暖化與環境問題,發展乾淨且可再生的替代能源已成為重要的研究課題。由水分解產出的氫氣是目前極有潛力來取代石化燃料的新能源,另一種永續能源生質柴油也受到重視。在生產生質柴油的過程中,大量甘油會被產出,若能將這些廢甘油轉化為高經濟價值的產物,勢必能大幅提升生質柴油產業的利益,進而帶動更乾淨、節能環保的永續發展。

在全球化學工業所生產的產品中,約有高達9成、相當每年約9000億美元的產值,是透過催化反應製成的。中山大學助理教授邱政超指出,在這項研究中,不同晶面的釩酸鉍奈米顆粒催化效果有明顯差別,因此,透過密度泛函理論(density functional theory),以量子力學方法,進行原子尺度的計算,模擬釩酸鉍的不同晶面與反應物甘油的相互作用。透過這樣的模擬技術,找到釩酸鉍的一個最佳表面,讓甘油轉化率有最佳效果。

台科大副教授江佳穎表示,台科大之前與東京工業大學的國際合作使用氧化銅作為催化物,成功將甘油轉換為高經濟價值產物二羥基丙酮。這次則與中山大學合作,透過光觸媒「釩酸鉍」進行催化反應,發現透過「釩酸鉍」可吸光的特性,不但能成功轉換成高經濟價值產物二羥基丙酮,更可減少電的使用。

期刊連結請見:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320307189
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