農廢、二氧化碳變綠金 中山大學兩技術奪國際展雙金

中山大學環境工程研究所副教授張耿崚的研究團隊，以創新技術將農業廢棄物與二氧化碳，透過綠色製程與太陽能動力，分別轉化為具高附加價值的奈米纖維素與化學材料。此兩項技術分別於2023 IWIS國際華沙發明展、2023 INNOVERSE美國創新發明展中雙雙奪金。

張耿崚表示，「木質纖維素」是一種含量豐富且容易取得的自然資源，從中解構出的奈米纖維素（CNF）具有優異的生物可分解性、比表面積、機械強度，除了可用於製造奈米複合材料外，也衍生出顏料、塗料、黏合劑、熱固性塑膠、熱塑性塑膠、水凝膠、化妝品、藥品添加劑、光學零件、奈米過濾器、防彈衣及醫療設備等多項高附加價值產品。

然而，目前製備CNF時多數皆使用酸處理法結合物理研磨法，會產生大量酸廢液，導致二次污染和設備腐蝕。為此，張耿崚的研究團隊以農業廢棄物稻桿為原料，將深共熔溶劑（DES）作為預處理溶劑，搭配超音波破碎機破壞木質纖維素的結構完整性，去除木質纖維素表面的蠟層和二氧化矽，過程中毋需添加任何化學物質，且成本低廉。

張耿崚說，此種高效環保的綠色製程，最後可產出高達17%的奈米纖維素產率，平均纖維長度達318奈米，在減少農業廢棄物的同時，也備製出重要的生質材料。此創新技術在2023年12月的IWIS國際華沙發明展中一舉奪金。

此外，該團隊也研發全新的綠色減碳技術，可將捕獲的二氧化碳轉化為高附加值的化學品和燃料。張耿崚指出，團隊使用太陽能為非熱電漿系統提供動力，透過反應產生的高能電子，對二氧化碳分子進行電離、激發及解離活化，克服了二氧化碳分子不易破壞、破壞時需耗費大量能量的困難。

張耿崚說，這項技術通過MATLAB R2022b的人工神經網絡（ANN）分析模擬檢驗，實現最佳的二氧化碳轉化效率，可在常溫常壓下有效減少並再利用大氣中的二氧化碳，不僅在規模和應用上都非常容易擴充，且不需依賴地球其他資源，是一項前景可期的減碳技術，榮獲2023 INNOVERSE美國創新發明展金獎的肯定。◇