臺科大江佳穎教授團隊化腐朽為神奇 成功轉化廢棄甘油為經濟產物創造價值

記者李喬智／臺北報導

臺科大化工系江佳穎教授與日本東京工業大學Tomohiro Hayashi教授團隊合作研究發現，調整甘油-硼酸根比例，能提升高價值「二羥基丙酮」（DHA)產量，在10月登上國際期刊《Journal of Catalysis》。

江佳穎研究團隊將業界普遍使用的「鎳電極」，來進行生質柴油廢棄物「甘油」的高值化反應及水分解產綠氫實驗，只需簡單調整溶液的甘油及輔助電解質(「硼酸根(borate)」成分)濃度比例，就能提高「二羥基丙酮」產量。「二羥基丙酮」是每公斤數百美元的高價值產物，主要用在化妝品、醫藥、食品產業，比方助曬劑產品成分之一就是「二羥基丙酮」。

江佳穎表示，生質柴油產業會產生將近10-20%的廢棄物，也就是「甘油」。如何將甘油轉化成具經濟價值產物，提升生質柴油產業利益，帶動永續能源發展，是產業界多年研究方向。以往學術及業界研究重點多半放在固體(觸媒表面狀態)，包括她的團隊在2020年也曾研究使用「氧化銅」做為觸媒材料，刊登於國際期刊《Applied Catalysis B: Environmental》。

▲團隊成員-博士後研究員 Giang-Son Tran (前) 進行甘油反應時，利用拉曼光譜原位即時偵側電極材料及溶液組成變化。後方為江佳穎教授。（圖／臺科大提供）

然而這次研究發現，溶液中的硼酸根會抓取反應物甘油，電解液組成或許才是重點所在。並且以往在水電解產氫時，若無隔離膜將兩種氣體產物(氫氣及氧氣)分離，會有爆炸可能性。但在調整適當的甘油-硼酸根比例後，可以抑制溶液中的水在陽極可能產生的氧化反應（產物是氧氣），杜絕在綠氫(水電解在陰極的產物)同步生產時，氫氣及氧氣同時在反應器造成危險情況，安全性很高。

另外，團隊改以不含貴金屬的電解水產氫觸媒「氧化鎳」進行實驗，此成分並非高成本的材料，因此在業界可大幅使用。同時，因為整合系統內不會同時產生氫氣及氧氣，兩電極間不需要隔膜來避免爆炸風險，所以能降低系統的能量損失，更有效節能的產生綠氫及「二羥基丙酮」。

江佳穎說，感謝國科會的計畫補助及日本台灣交流協會「共同研究資助計劃」的支持， 這項研發成果將讓產業可以用最少能量、最低成本處理廢棄物甘油，並產生高價產物「二羥基丙酮」及綠氫。之後將接續此次研發成果，進一步設計新型態適合業界大規模製程的電化學反應器，逐步讓綠氫生產及有機廢物高值化的想法走出實驗室，讓綠能和生質能產業能永續且自給自足的健康發展。