城大研發出利用太陽能生產燃料新技術可減輕空氣污染

2021-04-11 15:18
來源:香港商報網

 香港城市大學指能源及環境學院副教授吳永豪和助理教授尚進各自領導一項研究,並研發出可減輕空氣污染和利用太陽能生產燃料的新技術;研究結果已於化學期刊《德國應用化學》上發表。

 香港城市大學透露吳永豪與其團隊發表的論文題為「以金屬有機框架材料包裹氧化亞銅納米線作為耐用的電荷用於選擇性地將二氧化碳光合催化還原為甲烷」,而團隊研發之太陽能催化劑可透過人工光合作用,把二氧化碳轉化為甲烷。

 香港城市大學能源及環境學院副教授吳永豪團隊研發的催化劑,能將二氧化碳轉化為燃料甲烷。

 吳永豪提到甲烷是家用燃氣之主要部分,以太陽光把二氧化碳轉化為甲烷,有望生產可持續替代能源,從而減低碳排放及對化石燃料的依賴。

 城大透露把二氧化碳轉化為甲烷要面對受激發後催化劑壽命較短和未能進行選擇性還原問題,而吳永豪與其團隊則在氧化亞銅外均勻地包裹一層微型銅基金屬有機框架材料;微型銅基金屬有機框架材料能促進二氧化碳與催化劑互動,令催化劑表面吸聚大量二氧化碳,研究團隊更首次揭示材料與氧化亞銅之間出現電荷轉移,電荷壽命因此延長10倍,有助提升效能;氧化亞銅包裹材料後則變得穩定,減慢了自我腐蝕。

 吳永豪指團隊希望將來能以合理價格將工廠和運輸界排放的二氧化碳循環再用,率先生產潔淨替代燃料;團隊並將繼續提升甲烷生產率,同時研究大規模生產催化劑與反應系統之方法。

 城大介紹吳永豪是「以金屬有機框架材料包裹氧化亞銅納米線作為耐用的電荷用於選擇性地將二氧化碳光合催化還原為甲烷」的通訊作者,其他合作研究員則來自倫敦大學學院、新南威爾斯大學、莫納什大學馬來西亞分校及斯威本科技大學。

 城大表示尚進領導團隊發表的論文題為「含布過渡金屬的卟金屬有機框架作為反饋π鍵吸附劑去除二氧化氮」,它揭示了一種全新耐用的吸附材料,可高效捕捉環境中之二氧化氮。

 城大形容團隊研發了類似海綿的固體多孔納米材料,它具特別設計之過渡金屬作為活性位點於卟啉環中心,並可從氣體混合物中選擇性捕捉及去除二氧化氮;研究團隊的創意來自人體內反饋π鍵的作用過程—位於血紅蛋白上卟啉中心之過渡金屬鐵能夠選擇性地捕捉含有π鍵的氧氣分子。

 城大透露新研發吸附技術,可高效去除低溫廢氣,如非公路車輛產生的廢氣所引致之二氧化氮污染,以補足傳統方法—在約攝氏250至600度高溫下才能轉化從而去除二氧化氮的不足。

 尚進提到研究團隊成功展示在室溫下對二氧化氮的選擇性吸附,將促進針對低溫二氧化氮污染控制之一系列技術開發,如檢測、過濾及催化低溫二氧化氮等,特別在容易受到二氧化氮污染的環境如隧道和半封閉式停車場。

 城大引述研究結果顯示吸附材料甚穩定、具高選擇性、高吸附容量及高可再生性,能抵抗侵蝕和且不易受潮;該吸附劑更可根據應用製成不同形狀,如球形可用於通風系統或用作防護口罩的濾芯。

 城大表示尚進和澳洲同步加速器研究中心的顧勤奮是「含布過渡金屬的卟金屬有機框架作為反饋π鍵吸附劑去除二氧化氮」之通訊作者,研究團隊的其他成員則來自香港大學、中國科學院廣州能源研究所及吉林大學。

[責任編輯:鄭嬋娟]
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