奈米碳材分解海上油污,拯救生態浩劫

明志科大奈米碳材油水分離器,應用遍及民生與工業

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出版時間:2017/12/01

【廣編特輯】2016年9月,當西子灣因莫蘭蒂颱風肆虐,導致四艘船隻追撞後滲出大批油污,除了高雄市府當局派員布設攔油索,控制污染範圍,現場還有一支來自臺北明志科大的團隊,不畏狂風暴雨,現場採樣,為的是替接連不斷的船隻滲油事件尋找解決之道。

奈米碳材分解海上油污,拯救生態浩劫

漏油事件頻傳,催生環保新技術

明志科大材料工程系副教授謝建國指出,光從近十年,香港三星輪意外翻覆於南韓、巴拿馬籍貨輪擱淺臺灣、澳洲大堡礁郵輪觸礁,以及被翻拍成電影《怒火地平線》的墨西哥灣鑽油平台爆炸事件,船隻因天災人禍導致大量油污滲出、污染海洋的事件時有所聞。
「甚至在台灣,光是2016年一年就有四起海上漏油事件,分別發生在澎湖、石門、西子灣與金門。但目前的解決方式,除了透過攔油索控制油污範圍,也僅能以吸油棉將海面的油污吸出,讓吸了油的吸油棉成了二次污染廢棄物。」謝建國說,這讓團隊想到將手上原本做為電池負極碳棒的碳材研究,延伸出無需動力、也不須更換濾網的「奈米碳材油水分離器」應用。
這項技術由於運用了化學氣相沉積法直接生長奈米碳管,加上所選用的不鏽鋼濾網基材,具有低成本、易量產,且具高強度、抗腐蝕性強等優點,推出後不僅獲得業界爭取合作,更在今(2017)年東元「Green Tech」國際創意競賽中榮獲人文獎。

天災無以迴避,人為努力卻可回天

謝建國謙虛地說,這項技術從催生、推展到第二代,甚至到獲獎,都該歸功於學生的努力。
「年輕一代對於公平正義,與環保節能的意識,是很強烈的。」謝建國分享,在當天他看到莫蘭蒂颱風造成西子灣事件時,緊急聯絡實驗室八位學生,請他們徵詢家長意見,決定是否南下進行採樣時,在他當天下午先行勘場後,八位學生在晚間十點就已全員到齊。
甚至,在盤點所有設備,發現少了一個小型幫浦時,還有一個學生自告奮勇,當晚回學校拿到幫浦,半夜再搭客運南下。
「當看到現場防波堤邊,滿地都是船板和各式各樣的垃圾,海上則遍布油污時,除了會震懾於大自然的力量,也讓學生對於後來的研究更加戮力以赴。畢竟,天災或許無法避免,但善後的方式一定可以透過人為的努力來改善。」謝建國說道。

應用遍及民生與工業,極具商業潛力

謝建國說明,這項技術的第一代,原本除了是要透過奈米技術,開發出體積更小、總表面積更大的電池負極,加上看到電池電解液的高腐蝕性與年久滲漏等問題,希望運用水來開發更環保的電解液。
但因碳材本身具「疏水性」,導致兩者無法融合。後來想到碳雖然排斥水,但卻有親油性,所以才開發出第一代,以鎳為基材的油水分離器。
「西子灣的臨場經驗,讓我們見識到海浪的破壞力,決定將較軟的鎳,改成硬度較高,並具多重優勢的不鏽鋼,也才催生出第二代技術。」謝建國說道。
而第二代技術主要是運用不鏽鋼網作為過濾膜,可以不斷過濾油水混合物,奈米碳材及不鏽鋼網有極佳的物理強度,只要初步將雜質過濾後就能將油水分離,油水分離後能將水和油回收再利用。
所以在應用上,除了可以快速過濾大量的海上油污外,也可廣泛運用在工業加工的廢油回收、染整業的油性染料過濾,以及餐飲業廢食用油快速收集等,極具商業潛力!
從災難現場,謝建國不僅為學生上了一堂有關於大自然力量的一課,更帶領學生透過人為的努力,證明人們雖然無法迴避天災,但只要有心,就可以將大自然的破壞降到最低,並讓開發出的技術成為種子,延伸出更多對人類、對地球有益的應用。

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