國立中山大學(xué)環(huán)境工程研究所副教授張耿崚團隊研發(fā)創(chuàng)新技術(shù)，將無用的農(nóng)業(yè)廢棄物與二氧化碳分別轉(zhuǎn)化為具高附加價值的奈米纖維素與化學(xué)材料，採環(huán)保永續(xù)的綠色製程與太陽能動力。此二項技術(shù)於2023 IWIS國際華沙發(fā)明展與2023 INNOVERSE美國創(chuàng)新發(fā)明展中大放異彩，雙雙榮獲金牌獎。
張耿崚表示，木質(zhì)纖維素是一種含量豐富且容易取得的自然資源，從中解構(gòu)而出的奈米纖維素（Cellulose Nanofiber, CNF）是相當(dāng)重要的產(chǎn)物。其生物可分解性、比表面積及機械強度皆高的優(yōu)異特性，可運用在提升材料極限、撕裂強度、防水性及耐磨性方面，還可用於製造奈米複合材料；並衍生顏料、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(xué)零件、奈米過濾器、防彈衣及醫(yī)療設(shè)備等多項高附加價值產(chǎn)品，用途廣泛。然而，目前製備奈米纖維素大都使用酸處理法結(jié)合物理研磨法，會產(chǎn)生大量酸廢液，導(dǎo)致二次污染和設(shè)備腐蝕。
張耿崚研究團隊開發(fā)出一種高效環(huán)保的綠色製程，採用農(nóng)業(yè)廢棄物稻桿為原料，以深共熔溶劑（Deep Eutectic Solvents, DES）作為預(yù)處理溶劑，搭配超音波破碎機破壞木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)完整性，去除木質(zhì)纖維素表面的蠟層和二氧化矽，過程中毋需添加任何化學(xué)物質(zhì)，避免二次污染，且成本低廉。最後可產(chǎn)出高達(dá)17%的奈米纖維素產(chǎn)率，平均纖維長度達(dá)318奈米；在減少農(nóng)業(yè)廢棄物的同時，也備製出重要的生質(zhì)材料。此創(chuàng)新技術(shù)在2023年12月的IWIS國際華沙發(fā)明展中一舉奪金。
另一項團隊研發(fā)的綠色減碳新技術(shù)，則是以低溫電漿技術(shù)透過反應(yīng)產(chǎn)生的高能電子，對二氧化碳分子進(jìn)行電離、激發(fā)及解離活化，可將捕獲的二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品和燃料，克服了當(dāng)前轉(zhuǎn)化技術(shù)不易破壞高穩(wěn)定性的二氧化碳分子、且需要大量能量的困難點，成為前景可期的減碳技術(shù)。
張耿崚指出，團隊發(fā)明的綠能新技術(shù)使用太陽能為非熱電漿系統(tǒng)提供動力，催化轉(zhuǎn)化後可有效減少並再利用大氣中的二氧化碳，並通過MATLAB R2022b的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）分析模擬檢驗，可實現(xiàn)最佳的二氧化碳轉(zhuǎn)化效率。此項技術(shù)採用的低溫電漿反應(yīng)器可在常溫常壓下操作，在規(guī)模和應(yīng)用上都非常容易擴充，且不需依賴地球其他資源，為全球淨(jìng)零倡議與聯(lián)合國永續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)心力，獲得2023 INNOVERSE美國創(chuàng)新發(fā)明展金獎肯定。