【登上國際期刊】台灣團隊首創「奈米孔洞碳材」電容去離子系統,有望解決產業缺水問題

乾淨用水示意圖,非團隊研發之淨水系統。

【為什麼我們要挑選這篇文章】台灣降雨集中、河流短、人口高,因此水資源缺乏,是產業發展的痛點。台灣研究團隊近期研發「奈米孔洞碳材」於電容去離子系統的技術,僅需使用舊有過濾系統一半的電力,就可以取得乾淨的工業用水,極具發展潛力。

目前這項研究已登上國際期刊,未來要往商業化邁進,提升台灣的製造能量與永續發展!(責任編輯:郭家宏)

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產業五缺當中的「缺水」可能有解方了,由科技部優秀年輕學者計畫所支持的台大學者吳嘉文、侯嘉洪,成功開發出領先全球的創新技術「奈米孔洞碳材於高效能電容去離子系統」,以高效能方式解決水資源問題。

科技部工程技術研究發展司司長徐碩鴻表示,高科技產業對用水需求非常高,廢水回收也非常重要,如果能夠回收,經濟效益、環保效益都會很高。

台灣學者優化電容去離子技術,提供民生、工業乾淨用水

科技部今天舉行「水科技再升級,台灣技術領先國際」研究成果發表記者會,介紹年輕學者的研究成果,台大化學工程學系教授吳嘉文負責新穎材料的開發,再由環境工程學研究所副教授侯嘉洪負責實際應用於電容去離子系統的設立,他們整合科技部 2 項計畫,成功開發領先國際的奈米孔洞碳材於高效能電容去離子系統。

科技部指出,這 2 位優秀年輕學者的計畫成果不僅發表於一流國際期刊 Nanoscale,同時獲選為期刊封面,2 位教授特別將象徵台灣的台北 101 放到封面中,宣傳這些工作是 Made in Taiwan。

在關鍵材料的發展方面,吳嘉文教授團隊開發出高導電、高電吸附的創新奈米孔洞碳材,創新水科技方面,侯嘉洪則長期致力於發展創新的電容去離子技術(Capacitive deionization, CDI)。

CDI 技術是一項新穎、低用電的奈米水處理程序,以奈米孔洞碳材為電極,以電荷貯存的原理,移除水體中的鹽類或是帶電的污染物質。科技部指出,這項技術可應用在水淡化、硬水的軟化、重金屬的移除、地下水砷的去除、再生水、以及廢水採礦等,在國際間被認為是最具有前瞻性的潛力技術。

電容去離子技術結合奈米孔洞碳材,電力消耗降低一半

侯嘉洪表示,2013 年研究至今,現在正從技術成熟邁向商業化階段,預計需要 1 至 3 年的時間,雖然現階段成本還是偏高,這項潛力技術已經引起關注,團隊正在和部分高科技廠商接觸。

侯嘉洪指出,過去工廠多是以電換水,會消耗大量能源,如今透過新的技術,用電量可以減少 1/3 至 1/2,而且台灣高科技產業蓬勃,未來高科技用水可能面臨瓶頸,這項創新技術有助於解決問題。

科技部指出,吳嘉文與侯嘉洪的創新性研究成果能達到在低電壓 1.2 V 操作下,目前國際最高的電容去離子量(16.2 mg/g)的優異效果;此外,這項領先研究已將 CDI 技術進行模型廠實驗,成功在真實環境驗證測試,完成 CDI 的技術示範,研究能量成功擴散到產業界,往商業化邁進,不只協助台灣水科技產業的技術升級,更有助於解決台灣面臨的水資源和物質流失衡等永續性問題。

論文 傳送門

(本文經合作夥伴 中央社 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈產業缺水有解 台大學者創新技術登國際期刊 〉。首圖來源:pxfuel CC Licensed

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