金屬有機框架於碳捕捉應用趨勢研析

出版日期 2024-11-01
作者 李孟諺
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摘要

碳捕捉是將二氧化碳從空氣或工業排放源中捕捉或分離的技術。受到近幾年全球淨零排放發展的影響,碳捕捉技術受到產業高度重視,視為有效移除大氣中二氧化碳的關鍵之一。

碳捕捉可以分為燃燒前碳捕捉、燃燒後碳捕捉和富氧燃燒。目前產業發展以燃燒後碳捕捉為主,關鍵技術包含化學吸收、物理吸收、物理吸附、薄膜分離法和低溫分離法。其中物理吸附方法較適用於中低度二氧化碳排放源,有機會提供給多數的低濃度排放源企業使用。

金屬有機框架材料(Metal Organic Frameworks, MOFs)屬於物理吸附技術的一種。該材料是由金屬離子或金屬簇(Metal ions or clusters)作為節點,通過和有機配體(Organic Linker)之間形成的配位鍵組成穩定有序的多孔洞材料。其材料特性有高比表面積、孔隙可調節性、組合多樣性和可設計性和穩定性與耐用性,成為碳捕捉應用的關鍵材料。全球已有加拿大Svante、美國Mosaic Materials、英國Nuada和瑞士UniSieve等業者將MOFs材料導入產業實際應用,進行工業排放源或直接碳捕捉應用。

金屬有機框架是碳捕捉產業的重要原料,但成本仍為關鍵瓶頸;金屬離子和有機配體的選用、合成製程的優化都存在降低成本的機會,吸附與脫附的技術與設備亦牽涉能耗和效率的關鍵議題,進而影響商業化的速度。全球運用金屬有機框架技術的業者多處於驗證階段,仍存在產業創新與發展的機會。

目錄

一、碳捕捉技術發展現況

二、金屬有機框架於碳捕捉的應用

三、金屬有機框架碳捕捉業者發展動態

四、MII觀點

圖目錄

【圖1】金屬有機框架結構組成

表目錄

【表1】燃燒後碳捕捉技術比較表