文：詹皓凡│圖：取自科技部全球資訊網
全球暖化有解！ 臺灣學者發現低價、低耗能還原二氧化碳方法。台大化學系副教授陳浩銘帶領的跨國研究團隊，發現新型催化劑「單原子三價鐵」，提升二氧化碳還原的效能，可望減緩溫室效應。科技部政務次長謝達斌也表示，透過新型態的催化劑，可以有效增加碳回收效率，未來還可以應用在火力發電碳回收，商機無限。
二氧化碳還原反應被公認為是目前解決溫室效應問題最有機會的途徑。台大化學系副教授陳浩銘指出，現今的還原研究多是以金、銀與銅做為催化劑，不過金與銀的轉換效能雖好，但是成本太高；銅雖然成本較低，但是轉化出來的是碳氫化合物的混合物，需再經過分離程序。而且不論是金、銀、銅，都需要透過高電壓才能進行轉化，而高電壓也意味著高耗能，並不符合經濟效益。
台灣大學化學系教授陳浩銘團隊開發出獨特技術，和瑞士洛桑理工學院教授胡喜樂一同合作，歷經3年的研究，最終證明以「單原子三價鐵」作為催化劑，讓還原的過程變得更加快速，可在極低電壓下，將二氧化碳轉化成一氧化碳，且效率高達90％。而這項研究成果更於今年6月登上全球綜合型國際頂尖期刊「科學」。
陳浩銘表示，二氧化碳還原反應被認為是解決溫室效應最有機會的途徑。自 1985年開始就有學者研究以不同金屬作為催化劑，而銅催化劑是目前唯一可以把二氧化碳轉換成碳氫化合物直接成為燃料的方式，但是因為產物都是混合物，還必須經過分離，不具有高產物選擇性，重點是耗能非常高。因此科學家轉向第二條路徑，「將二氧化碳轉換成一氧化碳」，直接進到工業化製程，後續可以跟商業化製程組合成燃料，形成零排放的碳循環，而這條路徑中，目前主要都是以金和銀貴金屬做成轉換成一氧化碳的催化劑，但是需要施加極高的電壓、高耗能才能轉化完成。
陳浩銘進一步指出，二氧化碳還原的研究已經問世20多年，但是高耗能、低轉化率，一直都是這項研究難以突破的原因。然而根據團隊過去幾年的研究發現，在相同製程中，以單原子三價鐵做為催化劑，只要0.2到0.4伏特的低電壓就可以轉化，轉化率高達90%，而且轉化出的成品中90%為一氧化碳、10%是氫氣。這樣的結果已經可以被視為商業化製程。另外，透過透過「單原子三價鐵」作為催化劑，可以比以往用金、銀做為催化劑的製程減少約3分之2到4分之3的能源，所需的電壓也較低，將非常適合以太陽能等再生能源發電方式配合進行。
談到未來可能應用方面，陳浩銘也指出，希望與火力發電的合作，只要接管把發電廠排放之二氧化碳輸送到水裡面，瞬間提高溶解度，把高濃度二氧化碳收集在液體裡面，放上太陽能電池就能跟催化劑運作，收集一氧化碳後就可以運送給工廠使用。讓大氣中二氧化碳真正進入碳能源循環，減緩溫室效應。然而，這項研究成果，目前仍處於新生的階段，但是他相信，未來這項科技絕對會成為減緩溫室效應的利器之一，同時也相當具有商業發展價值。
