城大研新技术助缓解空气污染 将二氧化碳转化为替代燃料

2021-04-11 15:46
(左起)吴永豪及尚进研发出生产可持续能源及减轻空气污染的新技术。城大图片
(左起)吴永豪及尚进研发出生产可持续能源及减轻空气污染的新技术。城大图片

香港城市大学科学家研发出可减轻空气污染及利用太阳能生产燃料的新技术,为能源短缺、环境污染及相关公共衞生风险等问题提供实际解决方案。两项计划分别由能源及环境学院副教授吴永豪及助理教授尚进领导,研究结果已于化学期刊《德国应用化学》上发表。

吴永豪及其团队研发的太阳能催化剂,能透过人工光合作用把二氧化碳转化为燃料甲烷。甲烷是家用燃气的主要成分,以太阳光将二氧化碳转化为燃料甲烷,有望生产出洁净和可持续的替代能源,从而减低碳排放及对化石燃料的依赖。团队在氧化亚铜外均匀地包裹一层微型铜基金属有机框架(MOF)材料。MOF适用于吸收二氧化碳,能促进二氧化碳与催化剂的互动,令催化剂的表面吸聚大量二氧化碳。团队更首次揭示MOF与氧化亚铜之间出现电荷转移,电荷的寿命因此延长10倍,有助提升效能。氧化亚铜包裹MOF后则变得稳定,减慢自我腐蚀。

吴永豪指,希望将来能够以合理价格,将工厂和运输界排放的二氧化碳循环再用,率先生产洁净替代燃料,将继续提升甲烷的生产率,并研究大规模生产催化剂与反应系统的方法。

另一项研究由尚进领导的团队负责,目标是控制由二氧化氮引起的污染。二氧化氮是路边的主要污染物,可引起光化学烟雾,损害人体呼吸道。团队研发的类似海绵的固体多孔纳米材料,具特别设计的过渡金属作为活性位点于卟啉环中心,可从气体混合物中选择性捕捉及去除二氧化氮。新研发的吸附技术可高效去除低温废气所引致的二氧化氮污染,以补足传统方法的不足。

尚进表示,成功展示在室温下对二氧化氮的选择性吸附,将促进针对低温二氧化氮污染控制的一系列技术的开发,例如检测、过滤及催化低温二氧化氮等,特别在容易受到二氧化氮污染的环境如隧道和半封闭式停车场。研究亦指,该吸附材料甚为稳定,具高选择性、高吸附容量及高可再生性,能抵抗侵蚀,且不易受潮。此外,该吸附剂可根据应用制成不同形状,例如制成球形用于通风系统,或用作防护口罩的滤芯。

吴永豪团队研发的催化剂,能将二氧化碳转化为燃料甲烷。城大图片
吴永豪团队研发的催化剂,能将二氧化碳转化为燃料甲烷。城大图片
尚进的团队研发出新颖吸附材料,可捕捉环境中的二氧化氮。城大图片
尚进的团队研发出新颖吸附材料,可捕捉环境中的二氧化氮。城大图片

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