mobile menu search box Facebook

逆轉燃燒過程就能得到乾淨能源!美國科學家意外發現二氧化碳轉乙醇的途徑

2016.11.17
瀏覽次數:

人類製造的二氧化碳,盤旋在大氣層無法散去,帶來全球暖化及接踵而至的氣候災害。現在美國的科學家意外發現一種方法,不只能消耗二氧化碳,還能將它轉換成乾淨能源。

新聞整理/郭潔鈴

位於美國的橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory,以下簡稱ONRL)意外發現,只需使用一種催化劑,即可將二氧化碳直接轉換成乙醇。若能實際應用,將對緩解全球暖化有幫助。(同場加映:讓民眾對氣候變遷更「有感」:地方政府、社會企業力促能源轉型

根據NEW ATLAS報導,來自ONRL的Adam Rondinone博士表示,研究員們原本打算把燃燒產生的廢氣,也就是二氧化碳,透過逆轉燃燒過程的方式,轉換成可用的能源;在過程中意外發現,把二氧化碳直接轉成乙醇並無預期中困難,其實只需一種催化劑,整個過程便能夠自動完成。

根據motoring報導,研究團隊在矽(silicon)的表面,鋪設只有幾個原子厚度的碳製迷你釘子和銅製迷你尖矛,這些奈米級的尖刺成為強力的催化劑,當電力通過時,可以讓二氧化碳分子被吸引到矽的表面,產生液態乙醇。

這個轉換的過程可以在室溫進行,且符合經濟效益,有望規模化,預計產出的乙醇具有高純度,且有63%至70%的能源轉換率。

除了減少二氧化碳外,這項技術還有另一種用途。根據端傳媒,由於在二氧化碳轉化成乙醇的過程中,需要用電力補充其中的化學能差,日後或許能將發電廠多餘的電能儲存成乙醇,等到需要時,再把乙醇當成燃料電池回復成電能。(同場加映:向插座說掰掰:這款口袋型電池使用再生燃料, 一次供給3C產品好幾個禮拜的電!

更驚喜的是,乙醇發電過程中所產生的二氧化碳,即為先前轉化用的二氧化碳,這代表此種發電方法不會產生額外溫室氣體。

然而針對這個轉換過程的效益,也出現質疑的聲音。根據富比士雜誌報導,研究團隊聲稱有63%的能源轉換率,代表著有63%的二氧化碳可以被轉換成乙醇,卻沒有計算轉化過程需耗費的能源。以熱力學原理推論,耗費的能源將多於被產出的乙醇,如果要透過此方法生產1加侖(約4公升)的乙醇,可以百分之百確定消耗的能量會大於1加侖乙醇可產生的熱能。

根據獨立報,目前研究團隊正致力於如何提高效率和找出更多催化劑的性能;Rondinone博士表示,這項技術能讓我們有更多電能可使用,並補足再生能源不穩定的問題。

核稿編輯:邱子容、林冠吟

新聞來源

延伸閱讀
>> 這台機器把你每天的廚餘,轉換為足以烹調三餐的天然瓦斯,還能幫助貧窮社區
>> 空氣也能喝?以色列公司研發新萃取技術,把空中水氣變成飲用水!
>> 向插座說掰掰:這款口袋型電池使用再生燃料, 一次供給3C產品好幾個禮拜的電!

冰櫃不只保冷還能「儲電」,美國新創研發「冷藏電池」獲250萬美元投資

2016.11.16

編譯:黃思敏

一般的超市裡,冰箱與冷藏庫的用電量大約占了整間店的一半,且不分晝夜的消耗能源。

Axiom Exergy設計的「冷藏電池(refrigeration battery)」,將降低冷卻系統的用電量。這款電池不儲存電力,而是儲存冷劑。白天用電量過高且電價相對高時,超市可以轉而使用冷藏電池來為食物保冷。

用簡易裝置,替現有冷藏設備智慧節能

利用儲存能量來調節能源負載並非新技術,冷藏電池使超市、冷藏設備、食物處理器等能智慧調節,有效的儲存、使用冷層能源。只需要將冷藏電池與冷藏設備連接,即能在用電離峰的晚上將液態冷劑冷凍,於白天用電尖峰時使用這些冷劑。最多可以為用電尖峰時間省下40%的電力。

「當晚上電價相對低時,我們把一缸缸的鹽水結凍,作為冷劑儲存。在下午用電高峰、電價高漲的時間,我們就能使用這一缸缸冷凍的鹽水來維持冷凍設備。」Axiom Exergy的執行長Amrit Robbins說明。Axiom Exergy為舊金山灣區一家製作此裝置的新創公司。(同場加映:向插座說掰掰:這款口袋型電池使用再生燃料, 一次供給3C產品好幾個禮拜的電!

(使用冷藏電池後(藍色區塊),在用電量尖峰比使用前(紅色區塊)省下40%的電力。來源:Axiom Exergy)

對於公用事業公司,這個新的系統使他們能更有效的管理供需越來越不穩定的能源。風力和太陽能發電無法提供穩定的能源,同時新的科技用電量激增,像是電動車經常在用電需求少的夜間充電,使能源的使用需求也比過去還難以預期。「輸電網路系統被卡在這些高度不穩定的外力因素之間。」她說。

管理電力,不再被電價控制

據最新數據顯示,一般商業大樓中的中央冷卻系統約佔大樓15%的用電量,有個這個新的系統,很大一部分的能源需求就能受到控制與預測。

「我們讓任何擁有中央冷卻系統的廠房,不再是輸電網路的負擔,反而成為一個彈性的資產。」她解釋,系統可以隨著電價、公共事業的指令開關,幫助穩定輸電網路系統。

(整個系統可以直接與超市現有的設備連結。來源:Axiom Exergy)

大部分的超市都在電價浮動的地區,用電高峰的時刻電價也較高;此外,他們通常利潤小,電力卻佔了其中一大部分的營運成本,而這套新的系統能幫助他們節約能源成本,因此超市有很大的動力採納這個系統。

這個系統隱身在超市的密室中,儲存冷劑的容器則裝設在卸貨平台或停車場,與中央冷卻系統連結。有別於傳統電池,它不必與輸電網路連接,也能長時間運作,維持冰箱6小時的運轉。(同場加映:不怕斷網、斷電的行動數據機:Ushahidi

這間新創公司宣布其獲得250萬(約7500萬台幣)的投資,投資者包含特斯拉汽車(Tesla)的共同創辦人兼首席技術長JB Straube,其引領特斯拉從開發家庭儲電系統PowerWall,到超級電池工廠Gigafactory。Axiom計畫在這一季把這款冷藏電池推廣至各大連鎖超商。

核稿編輯:黃培陞、林冠吟

資料來源
This "Refrigeration Battery" Helps Supermarkets Keep Things Cold For Less

延伸閱讀
>> 整個城市的下水道,都是你的發電機—來自波特蘭的創新發明
>> 可以用一輩子的行動電源!紅點設計大獎得主,讓舊手機電池擁有燦爛的第二春
>> 下雨天也能發電的太陽能電池 中國科學家:「未來可應用來解決能源危機」

主題
看更多主題