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前瞻技術脈動:環境永續(202407)

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年4月19日
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圖、前瞻技術脈動:環境永續(202407)

研究指出,氨燃料給予巨大的好處,但要謹慎行動
氨,作為許多肥料的主要成分,具有成為碳零排放燃料系統的關鍵角色,可方便地用於運輸和儲存潔淨氫氣。 然而,普林斯頓大學的最新研究發現,儘管氨氣本身不會產生碳污染,但在能源領域廣泛使用氨氣可能會對氮循環和氣候造成嚴重風險,除非採取適當的工程預防措施。 透過工程措施和政策監管可以最小化氨氣經濟對環境的潛在不利影響。 改進氨燃料的燃燒過程,採用氨分解技術,以及開發氮氧化物排放的還原技術,可以減少使用氨燃料時對環境的不良影響。 此外需搭配監管政策,確保氨燃料的生產和使用遵循規範,以將環境風險最小化,研究成果發表於《美國國家科學院院刊》之中。
參考資料:Ammonia fuel offers great benefits but demands careful action, says study. TechXplore, 2023/11/08.


以波浪為動力的漂浮式海水淡化裝置
全球有超過3億人依賴淡化海水,且隨著人口增長和氣候變化對淡化海水供應的壓力日益增大。目前有兩種淡化海水的技術:熱能和薄膜(逆滲透)技術,但這兩種傳統技術都會產生高濃度的鹽水或鹽水溶液,如果未適當稀釋就直接排入海中,可能會造成海洋死區(即鹽分含量過高而海洋生物恐無法存活的區域)。另外,傳統岸基海水淡化廠能耗高又採用非再生能源,亦會造成二氧化碳的排放。加拿大新創公司 Oneka Technologies的漂浮式海水淡化裝置採用薄膜技術,並且不需要使用電力,完全是由海洋的波浪運動提供機械動力來使用。這些裝置只需要一公尺高的波浪即可運作,分為三種尺寸,其中最大的長8m,寬5m,每天可生產高達49,000公升的飲用水,同時,因薄膜法產生的鹽水是與裝置中吸入但尚未處理的海水混合,再將其釋放回海中,所以鹽水的鹽度只比原來的海水高25%左右,與傳統的海水淡化方法相比,該裝置產生的鹽水濃度要低得多,也減輕了對環境的不利影響。
參考資料:The floating desalination machines powered by the waves. BBC News, 2023/11/06.


新型冷卻陶瓷可以提高建築業的能源效率並有助於應對全球暖化
香港城市大學的研究人員宣佈在開發被動輻射冷卻(PRC)材料方面取得重大突破。研究結果發表在《Science》雜誌上,題為「具有高太陽反射率的分層結構被動輻射冷卻陶瓷」。這種被稱為冷卻陶瓷的材料已實現了高性能光學特性,可實現無能源、無冷媒的冷卻發電。其成本效益、耐用性和多功能性使其非常適合在眾多應用中商業化,特別是在建築施工中。然而,目前使用奈米光子結構的PRC因其高成本和與現有最終用途的兼容性差而受到限制,而聚合物光子替代品缺乏耐候性和有效的太陽反射。實驗發現,將冷卻陶瓷應用在房屋屋頂上,可以實現超過20%的空間冷卻用電,這證實了冷卻陶瓷在減少人們對傳統主動冷卻策略的依賴方面的巨大潛力,並為避免電網供電提供了可持續的解決方案超載、溫室氣體排放和城市熱島,
參考資料:New cooling ceramic can enhance energy efficiency for the construction sector and help combat global warming. Techxplore, 2023/11/10.


拯救格陵蘭島冰蓋:避免災難,甚至超越臨界點
到目前為止,根據氣候研究假設,如果未來溫度平均值超過工業化前攝氏1.7-2.3度,格陵蘭冰蓋將永遠消失。慕尼黑工業大學與特羅姆瑟北極大學以及馬德里康普頓斯大學的科學家成功證實,格陵蘭冰蓋的臨界點可暫時被超越,並不會導致無法挽回的損害。研究人員利用超級電腦計算出未來10萬年的大量情景,來確定格陵蘭冰蓋處於平衡狀態。然而,在這兩個冰蓋模型中,都證明僅在幾個世紀的有限時間內超過臨界溫度值,冰蓋還是可以恢復的。研究人員認為冰蓋復原的先決條件是迅速修正地球溫度,時間大約500年,取決於溫度高於臨界值的程度。超越臨界點的時間越長且溫度越高,冷卻地球所需對策的速度、強度、努力和成本將增加。藉由大規模再造林、碳捕獲儲存等嚴厲措施,將大幅減少地球大氣中的二氧化碳濃度,降低全球氣溫。科學家指出,若全球暖化僅稍超過《巴黎氣候協議》目標,那麼則對策無需極端。這些新發現是我們在尋找阻止氣候變遷方法時,帶來一絲希望的跡象。(1530字;圖1)
參考資料:Saving Greenland's Ice Sheet: Avoiding Catastrophe, Even Beyond Critical Tipping Points. SciTechDaily, 2023/11/14.



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