2015年9月24日 星期四

科學家利用咖啡渣打造溫室氣體貯存器

科學家利用咖啡渣打造溫室氣體貯存器

編譯 朵瑞絲柚柚編輯 柴幗馨

甲烷是溫室氣體的主要來源之一,如何減少環境中的甲烷含量,以減輕溫室效應是永續科學重要的課題。最近韓國研究團隊發現,只要透過簡易浸泡和加熱過程,就能讓咖啡渣回收再利用,成為捕捉碳的材料─活性碳─能夠儲存甲烷,其結果發表於奈米科技Nanotechnology

圖說:咖啡渣可以拿來做什麼用呢?

圖片來源:https://mukrawi.wordpress.com/tag/85701-waste-in-the-city/


如何貯藏環境中的甲烷是減碳研究的重要課題,甲烷的捕捉和儲存提供環境雙重的回饋,不僅能減少環境中的溫室氣體,同時被貯存的甲烷也可以作為乾淨的生質能源,代替傳統石化燃料。


研究是來自南韓國立蔚山科學技術大學(Ulsan National Institute of Science and Technology, UNIST)的研究團隊,靈感源於團隊的研究員Kemp,在UNIST服務時和同事的閒聊。

Kemp說:「那時我們坐在一起喝咖啡,看著咖啡渣思考,然後我就想說,『我們是不是可以用咖啡渣來儲存甲烷呢?』」。


研究團隊將咖啡渣預處理,與氫氧化鈉NAOH混合(原文是寫氫氧化鉀KOH),並在反應爐加熱至700-900℃,待咖啡渣轉換成捕捉炭的材料,約一天不到的時間,便成為一個穩定的碳捕捉器。


研究員Kemp認為,甲烷捕捉器的重要關鍵在於材料對炭的吸收能力,以及活化炭吸收的潛力。咖啡渣能夠轉換成良好的活性碳吸附劑的原因,都拜材料本身就是優良的吸收劑所賜。


「本篇研究的重要性在於,使用廉價的材料和縮短製成的時間」。比起使用其他金屬和貴重有機化學物質的製成來製作活性碳,廢棄物再利用相較之下就是一種免費的材料,而也是一種更簡單可行的方式。


編按:一般的普羅大眾,要自己在家把咖啡渣製成本研究中所說的活性碳,仍然有其困難性。



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研究結果意外發現,在低溫處理後,咖啡渣製成的活性碳會產生兩個獨立的碳源;不過在高溫處理下,僅會剩下其中孔隙體積和表面積較大的碳源。所以經高溫處理後的咖啡渣活性碳,也具有較佳的吸附能力。

咖啡渣活性碳除了能吸附甲烷以外,也擁有吸附氫的能力,不過在低溫的環境下,捕捉氫的能力純粹和材料的表面積和孔隙大小有關。因此,相較於目前由其他材質製成的活性碳,以900℃處理後的咖啡渣活性碳吸附氫的能力並沒有特別突出。故研究團隊也正積極地在思考,要如何突破這個困境。


資料來源:每日科學 Sep 1, 2015  Waste coffee used as fuel storage