前瞻技術脈動：環境永續（202424）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年10月16日

圖、前瞻技術脈動：環境永續（202424）

分解海水可以提供取之不盡的綠色氫源
透過從海水中提取氫氣，我們能找到更具成本效益的解決方案，並且已改進了海水電解槽在操作過程中易受腐蝕的問題。根據國際可再生能源署(International Renewable Energy Agency)的數據，若要落實以綠色氫氣運行卡車和關鍵行業，每年可能需要大約250億立方米的淡水，相當於一個擁有6200萬人口的國家的用水量。所謂的「綠色氫氣」是通過使用可再生能源分解水分子製成的，但目前它的價格大約每公斤5美元，是美國能源部最近發起了一項長達十年的努力，旨在改進電解槽並將綠色氫的成本降至每公斤1美元。如果他們成功並且綠色氫氣產量猛增，將會造成世界淡水供應的巨大壓力，因為使用水電解產生1公斤氫氣將需要大約10公斤水。本篇報導，介紹三個研究團隊提出不同路徑改善現有電解槽遭受鹽化侵蝕的影響。若能進一步改善從海水直接分解氫氣的流程。將能大幅推動採用綠色氫氣的使用。
參考資料：Splitting seawater could provide an endless source of green hydrogen, Science. 2023/03/15.

回收：研究人員將混紡織物中的棉與聚酯分離
根據美國環境保護署（EPA）的數據，由於無法有效分離混紡織物，每年約有1100萬噸的紡織廢料被消費者丟棄至美國的垃圾場。利用酶技術來分離棉和聚酯混紡織物，可能是一種解決這一問題的方法。美國北卡羅來納州立大學（NC State）的研究人員利用酶來分離棉和聚酯混紡織物，這將導致更有效地回收織物組分，進而減少紡織廢料。他們同時發現，如果混合織物被染色或增加抗褶皺劑處理，則需要更多步驟。研究人員可以將棉和聚酯混紡織物中的所有棉分離出來，這意味著有可以回收的乾淨聚酯面料。由於聚酯無法分解，而棉花可能需要數月的時間才能分解，因此使用該方法，可在不到48小時內將棉和聚酯分離開來。此外，他們正在研究對棉纖維殘留物的濾液以及葡萄糖漿是否可以用於增強劑及製造生物燃料。其研究結果已經發表在Resources, Environment and Sustainability期刊上。
參考資料：Recycling: Researchers separate cotton from polyester in blended fabric, Science Daily. 2023/03/20.

使用天然催化劑開發低成本生產綠色氫氣的方法
生產綠氫的高成本限制了其大規模應用，且作為催化劑的氫化酶暴露在空氣中會迅速失去活性，使其在實際應用中幾乎不可行。因此，開發可持續的催化劑技術來生產綠氫至關重要，其中一個方法是研發工程溶劑，讓氫化酶能夠在空氣中發揮作用。斯旺西大學(Swansea University)的研究人員開發了一種使用可持續催化劑生產綠色氫的實用方法，想讓綠色氫生產更簡單、更實惠和更具可擴展性。使用天然酶——氫化酶——利用陽光產生綠色氫的挑戰是要讓氫化酶能在空氣中發揮作用。研究人員開發出一種工程溶劑，將合成奈米粒子與天然酶整合到所謂的混合材料中，放在這些溶劑中的氫化酶更活躍、更穩定，這使得氫化酶能夠在空氣中發揮作用產生氫氣。
參考資料：Using natural catalysts to develop low-cost way of producing green hydrogen, TechXplore. 2023/03/28.

彩色植物薄膜可幫助建築物和汽車保持涼爽
隨著氣溫上升，空調的冷風雖能帶來舒適的緩解，但其運行需要消耗大量能量，且可能洩漏溫室氣體。相比之下，被動日間輻射冷卻 (PDRC) 植物薄膜在陽光下曝曬時能自然降溫，提供一種更加環保的解決方案。在美國化學學會的春季會議上，研究人員發表其開發一種新型植物薄膜，可讓建築物、汽車和其他結構在不使用外部電源的情況下保持涼爽。被稱為被動日間輻射冷卻(PDRC)的材料可以暴露在陽光下時變得更涼爽，並且有多種質地和彩色。研究人員將植物中的奈米纖維素晶體(CNC)與由乙基纖維素分層，製作出彩色雙層PDRC薄膜，其具有鮮豔的藍色、綠色和紅色，當放置在陽光下時，其平均溫度比周遭空氣低近華氏40度，一平方公尺的薄膜可產生超過120瓦的冷卻功率。研究人員也計劃尋找方法使薄膜更具功能性，例如將 CNC材料應用於檢測環境污染物或天氣變化的感測器。(1369字；圖1)
參考資料：Colorful films could help buildings, cars keep their cool, Science Daily. 2023/03/27.

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