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「透明木材」問世!透光又吸熱,可望讓建築更節能

2019.04.18
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環境資訊中心/姜唯(2019 年 4 月 8 日)

在這個玻璃和鋼結構建築當道的時代,木材可能顯得老派。但現在科學家成功改造木材,生產出一種堅固且透明,還能夠儲存和釋放熱能的材料。

英國衛報報導,研究人員表示,這種材料可用於建造節能住宅,他們希望開發出可生物分解的版本,以增加其環境友善程度,作為塑膠、玻璃甚至水泥的替代品。

透光性、吸熱佳  單一材料結合雙重特性

「這種多功能的材料透光能力很好,也可以吸收熱。我們將這兩項特性放在一種材料中,」斯德哥爾摩 KTH 皇家理工學院科學家蒙塔納利(Céline Montanari)說。

他即將在奧蘭多美國化學學會(American Chemical Society)春季全國會議上展示他的研究成果。

為了生產這種材料,研究團隊以過去的研究為基礎,將輕木去除木質素。木質素是木材的成分,賦予木材強度和顏色。丙烯酸是一種無法生物分解的防水材料,導入輕木剩餘的組織中,填充了木質素除去後留下的微小孔隙和原本存在水份的空腔。

蒙塔納利說,這不僅有助於維持木材的結構,而且還恢復了它的強度,並改善它的導光性,成為看起來就像磨砂玻璃的木質材料。

天然材儲熱、吸熱  建築節能減碳更進一步

生產此種材料時,丙烯酸與聚乙二醇混合,聚乙二醇在木材中的滲透性很好。最關鍵的是聚乙二醇的另一個特質——加熱時,它會吸收能量並融化,溫度下降時則變硬,在此過程中釋放能量。

研究團隊表示,這個屬性讓材料加熱時從半透明變成透明,吸收白天的太陽能,使建築物更節能。

「100 克這種帶有聚乙二醇的透明木質材料,可以吸收高達 8 千焦耳的熱能,這相當於一瓦燈泡兩小時內可以產生的熱能,」蒙塔納利說。此外,不同類型的聚乙二醇熔點不同,因此團隊可以根據應用調整透明木材的性能。

能以類似方式儲存和釋放熱能的材料在建築業中並不是新概念,許多不同種類的絕緣材料都可以減少能量消耗。但該團隊表示他們的方法不同,因為它使用的天然材料減少了油基材料的用量,也就減少了二氧化碳排放的需求。

然而,蒙塔納利表示還有很多後續工作,包括在某些應用上要用可生物降解的替代品取代丙烯酸、增加材料的產能,以及建立建築物的電腦模型,以比較透明木材與玻璃的不同。

讓建材成為碳匯  可重複使用是重點

倫敦大學學院材料與社會教授莫迪奧尼克(Mark Miodownik)沒有參與這項研究,但他建議不要將這種材料設計成可生物分解,因為這將使木材的環境永續性降低,而非提高。

「我們要讓建築材料成為碳匯,要可回收和可重複使用,但不需要可生物分解,」莫迪奧尼克說,有一種可能性是從建築物中回收製成這種新型木材並用於新的工程,類似鋼鐵用於「模組化建築」的方式。

莫迪奧尼克認為這種新材料很可能會帶來新的問題,過去有很多類似的材料,都是透過類似的方法產生的。

全文轉載自環境資訊中心,原文標題:透明木質材料發明出來了 透光、吸熱 建築可望更節能

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印度青年推動「氫能經濟」,盼望打造零汙染、零排碳的能源產業

2019.04.17
合作轉載

曾在 NASA 工作過的特沙克.薩哈有個遠大的抱負。他想挑戰傳統能源產業,打造並推動「氫能經濟」的永續生態鏈,試圖解決這個世代最大的難題——全球暖化。

數位時代/蔣曜宇

國際氣候組織「聯合國政府間氣候變遷專門委員會」(IPCC)在 2018 年 10 月發布最新報告,強調人類活動已讓全球平均增溫 1℃,而倘若在 2050 年前無法讓全球二氧化碳排放量歸零,那麼平均增溫極可能會突破 1.5℃,屆時有數億人口將面臨海平面上升、糧食短缺、水旱災頻繁等天然災害。

碳排放量歸零,聽上去好像是一個太過理想化的夢想,但對 26 歲的特沙克.薩哈(Tirthak Saha)來說,卻是他正在追逐的目標。做為生產工業用氫氣的新創能源公司 Trolysis 共同創辦人暨技術長,薩哈想要透過零污染、零碳排放的氫能源革新傳統能源產業,打造能夠永續發展的「氫能經濟」生態鏈。

赴美攻讀奠定能源基礎,致力開發全綠能

薩哈在能源領域的貢獻,要從他在美國求學期間開始說起。在印度德里長大的他,在家鄉讀完了大學才赴美攻讀電機碩士學位。在這期間,他獲得了幫 NASA 的迷你衛星製作太陽能面板的寶貴經驗,奠定了實戰基礎。之後,他更在美國電力公司(AEP)舉辦的創新挑戰賽中奪得冠軍,並且用他所改善的智慧電網技術,成功為美國中西部的能源產業增添了 10 億美元的營收。

優異的表現讓他登上了富比世的排行榜:全球 30 位最具影響力的青年創業家入選人,但這項殊榮沒有讓他停下腳步——他想要更進一步改變傳統能源產業的生態。

「我想打造一個既能永續、又能讓所有人都負擔得起的能源產業。」薩哈說。因此,他和合夥人一起創辦氫能源公司 Trolysis,把能源的未來賭在氫能源上面。

氫能是許多科學家眼裡的綠色能源,除了不會產生污染物外,它的燃燒熱值也比石油高 3 倍,是已知的能源中燃燒效率最高的。但由於氣體存儲及運輸的技術限制帶來高成本,使氫能的發展始終沒有太大起色。

此外,目前有 95% 的工業用氫氣都是由石化燃料製成,而以燃燒石化燃料生成的電力所電解出的氫能,其實根本不能算是綠能。

不過,薩哈和他的團隊已經找到了氫能發展的關鍵技術。他們不另外使用電力,僅透過回收的廢鋁進行水的電解來產生氫氣。同時,他們也開發出了一台引擎,可以有效利用從水中電解出來的氫氣。

突破技術瓶頸,向傳統能源產業宣戰

薩哈表示,其實基本的化學公式早在 1968 年就已被發現了,只是一直還沒有人發明妥善利用的方法而已。他舉例說:「很早以前人們就知道燃燒汽油可產生能量,但車子也沒有因而被發明。一直要等到內燃機的出現,人們才懂得利用燃燒出的能量,進而發明車子。」Trolysis 的技術便扮演了內燃機的角色,能降低近 80% 的製氫成本,讓氫能有商業化的可能。

而 Trolysis 的氫能什麼時候會正式進入市場呢?薩哈表示,第一階段的買家已經送來訂單,和製氫相關設備的製造商也已談定合作,他們有信心在半年內開始向工業客戶銷售氫能。團隊也計畫在 2021 年開始向家庭用戶提供氫能,將氫能經濟推廣到社會各個層面,讓能源系統全面「脫碳」。

不過,想挑戰長年壟斷市場的傳統能源產業,薩哈要面對的不只是技術方面的難題而已。許多石油大廠不願把餅分出去,便會透過多年累積的人脈關係,去遊說政府官員進而影響能源政策,將綠能產業逼到角落。然而即便困難重重,薩哈的使命感不允許他退縮。他說:「我們這個世代有責任把人們拉回正軌,為能源領域帶來正向的改變。」 

距離 2050 年只剩 31 年。要在這短暫的時間內將工業化以來不斷上升的碳排放量歸零,或許也只有胸懷抱負的人才能走在最前面,挑戰這個艱難的任務。

全文轉載自數位時代,原文標題:印度能源天才打造「氫經濟」,挑戰生活零排碳

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