「荷蘭技術研究組織」(Nederlandse Organisatie Voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek, TNO)所主導的歐盟跨國光電元件研究團隊-SPOTLIGHT,係結合「歐洲光電廿一研發社群」研發新化學製程及光電元件,以利將二氧化碳與綠色氫能轉換成甲烷與一氧化碳進而轉製成較環保的液態甲醇綠色燃料。SPOTLIGHT團隊估計其新開發出的光電元件以及附帶製程將可帶來每年處理一百萬噸二氧化碳的研發效益,為升級現有大型碳封存技術與二氧化碳再利用製程的最新選項。
目前液態甲醇多由天然氣與蒸氣混合再轉化與蒸餾而得,抑或透過「鹼金屬氫氧化物系統」(alkali hydroxide–based system)製程及其他化學品產生。鑒於溫室氣體效應已經嚴重影響全球生態,SPOTLIGHT團隊研發利用光電技術來捕捉這些溫室氣體,將其轉化成綠色能源,可更直接有效對抗全球暖化。
SPOTLIGHT團隊最新研發的光電元件,包含透明流動反應器(transparent flow reactor)、光耦合(light incoupling)優質化催化反應床(catalyst bed)與電漿催化劑(plasmonic catalysts),以利全波段吸收太陽光,製程中除利用光電組件將陽光集中落到反應器上,也利用LED光源來確保催化機制維持不間斷運作。SPOTLIGHT團隊研發的新元件結合化學反應原理,以陽光將二氧化碳與綠氫經由Sabtier製程轉成甲烷,再經逆水瓦斯轉換反應(reverse water gas shift process, RWGS)轉化成一氧化碳。眾所皆知,一氧化碳是製造液態甲醇的原料。甲烷及液態甲醇已用於許多運輸工具做為綠色燃料、綠色能源儲存或用於生產其他化學品之原料。
SPOTLIGHT團隊的研發目標自是要擴大技術的應用規模,減少中小型碳排源的排放量,同時又能轉製綠色能源。SPOTLIGHT團隊以全球目前估計有約1萬1千個每年碳排量略低於一百萬噸的中小型二氧化碳排放源為標的,這些中小型二氧化碳排放源的年度加總碳排量約270億噸,約占全球總排放16%,SPOTLIGHT預計量身打造新光電元件與製程提供中小型碳排放源商用,每年預計可處理達每年一百萬噸二氧化碳。若全球中小型碳排放源都採用此新技術與製程,每年可為全球減少270億噸碳排量,還能多出9.82億噸液態甲烷再生能源。
「荷蘭技術研究組織」所主導的SPOTLIGHT團隊包括歐洲多國菁英研發機構成員與企業,如荷蘭企業Chemtrix與Signify、比利時Hasselt大學與imec、瑞士蘇黎世理工學院與洛桑理工學院、德國Fraunhofer工業技術研發協會、德國航天局以及義大利與西班牙綠能相關研發機構與企業。
特約編輯: 黃筠安