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前瞻技術脈動：環境永續（202410）

關鍵字：綠色化學；鋰電池；電池回收；材料回收；甲烷；全球暖化；海洋微塑料；仿生機器人；溫室氣體排放；煉鋼；電弧爐；碳排放；
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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6月7日
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圖、前瞻技術脈動：環境永續（202410）

綠色解決方案驅動鋰電池回收的新方法
廢棄鋰電池數量不斷增加，但目前對它們的回收選擇僅限於燃燒或化學溶解切碎的電池。美國Department of Energy的Oak Ridge National Laboratory研究團隊發表於《Energy Storage Materials》期刊的研究成果指出，該團隊開發出一種更環保、更高效的鋰電池回收方法，可解決大量來自於手機、筆記型電腦和電動車的廢電池問題。此創新解決方案為將廢電池浸泡在溶於乙二醇的有機檸檬酸溶液中，在過程中顯著減少了有害化學物質的使用。該方案可高效分離並回收陰極中的金屬，為電池中最昂貴的部分。實驗結果顯示，該方案可近乎100%淋洗出鈷和鋰，且不引入雜質。該方案提供一種經濟且可持續的方式，從鋰電池中回收關鍵材料，有助於實現更加循環和環保的電池回收方法。
參考資料: Greener solution powers new method for lithium-ion battery recycling. Science Daily, 2023/11/29.

從空氣中捕獲甲烷將減緩全球暖化。可能嗎？
氣候科學家表示，消除一些甲烷來源即使不是不可能，也是很困難的。隨著世界變暖，一些自然資源將釋放更多的甲烷。有跡象表明，熱帶濕地已經向大氣中釋放了更多的氣體，而北極的迅速變暖可能會使永久凍土層成為產生甲烷的微生物的熱點，並釋放出儲存在當前冰凍土壤中的大量甲烷。因此，科學家希望開發出直接從空氣中去除甲烷的方法。

類似的「負排放」策略已在CO 2上得到應用。然而，甲烷是一種很難捕獲的分子，這意味著科學家需要不同的方法。大多數想法仍處於早期研究階段。其中一些方法包括對已經擅長消耗甲烷的細菌(甲烷氧化菌)進行重新設計，以及開發催化反應器以放置在煤礦通風口和其他富含甲烷的地方以對氣體進行化學轉化。專注於甲烷去除的科學家們期望更多的研究人員、研究資金和公司加入，而且要迅速。
參考資料: Capturing methane from the air would slow global warming. Can it be done?. Science News, 2023/11/28.

受蝸牛啟發的機器人可以鏟起海洋微塑料
目前的塑膠清理方法，無法有效處理微小塑膠顆粒。雪城大學、明尼蘇達大學及康乃爾大學組成的研究團隊，受到夏威夷蘋果螺的啟發，開發了一種仿生機器人，可用於清理海洋、海灣和湖泊表面的微塑膠顆粒。該機器人使用類似地毯的柔性片材產生水面波動，以吸收漂浮的微塑膠顆粒。由於目前的塑膠清理方法只能收集、清除水中的較大塑膠碎片，卻無法有效處理微塑膠顆粒，這對海洋生態和人類健康構成威脅，而這款仿生機器人能在低電壓下運作，可望成為微塑膠清理的新型解決方案，相關研究成果已發表在《Nature Communications》期刊上。
參考資料: https://techxplore.com/news/2023-12-snail-inspired-robot-scoop-ocean-microplastics.html, 2023/12/04.

電弧爐：使英國煉鋼更永續的技術
英國每年使用約1200萬噸鋼材。到2022年，其產量將接近600萬噸，約佔該國溫室氣體排放量的2.4%。為了擁抱永續煉鋼，英國鋼鐵公司宣布了一項耗資12.5億英鎊的計劃，用電弧爐取代斯肯索普工廠的兩座高爐。此前，英國政府承諾投資5億英鎊，為塔塔鋼鐵公司位於威爾斯南部的塔爾伯特港工廠建造電弧爐。這種煉鋼方法可以使用高達100%的廢鋼作為原料，進而大幅減少碳排放，而高爐-鹼性轉氧爐法最多只能使用30%的廢鋼。未來，電弧爐製程所需的電力也有可能來自100%再生能源，而在使用高爐法時，始終需要某種形式的碳來還原鐵礦石。(1150字；圖1)
參考資料: Electric arc furnaces: Technology poised to make British steelmaking more sustainable. TechXplore, 2023/12/04.


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