美化學家奧馬爾獲唐獎 碳捕集與旱區集水獲肯定
唐奖今天公布「永续发展奖」,得奖人为美国化学家奥马尔,亚基(Omar M. Yaghi),其在金属有机及相关超多孔骨架材料上开创性的建树已广泛设计成碳捕集、氢气和甲烷储存及干旱地区集水之应用,对永续发展作出非凡贡献。图╱唐奖教育基金会提供
唐奖今天公布「永续发展奖」,得奖人为美国化学家奥马尔,亚基(Omar M. Yaghi),肯定其在金属有机及相关超多孔骨架材料上开创性的建树,此种材料已广泛设计成碳捕集、氢气和甲烷储存及干旱地区集水之应用,对永续发展作出非凡贡献。
奥马尔・亚基是加州大学柏克莱分校化学系詹姆斯与内尔蒂崔特奖座教授、柏克莱劳伦斯国家实验室资深科学家、柏克莱全球科学学院的首任主任,也是柏克莱巴卡学院的首任共同主任及首席科学家,曾获颁17个国家的重要奖项及拥有60项美国专利。
奥马尔开创的化学新领域「网格化学」,以一种新的合成方式生成材料,透过强键结合力,将有机和无机单元编结成为坚固的多孔结晶金属有机骨架 (MOFs) 及共价有机骨架 (COFs) 材料,且运用此材料的多功能特性来捕捉、集中及利用二氧化碳、氢气、甲烷及水等4种对地球永续发展有最大影响的小气体分子,对解决当今世界迈向永续发展所面临迫切的能源、环境及水资源问题等永续发展目标(SDGs),均提供崭新的解决方法。
其中在二氧化碳捕集方面,使用特定MOFs材料的容器,在常温下即能增加18倍的储存量;经过化学方式修饰过的MOFs和COFs材料,更可从燃烧气体中精准捕集大量二氧化碳,目前MOFs已应用在加拿大水泥厂的排气口;在甲烷储存方面,在常温及安全气压下,含有MOFs材料的容器可以比一般容器多出3倍的储存量。
在缺水地区集水方面,仅用一公斤的MOF材料,只需有平常的阳光,就可在沙漠等低湿度的空气中收集水气,使其集中在MOFs的孔隙内且水质远超过美国食品药物管理署及环保署所订定的饮用水标准。近几年亚基和美国通用电器公司和新创公司合作,制造可携式的MOFs集水装置,以节能及较经济的方式,成功在沙漠地区每日收集数百公升的饮用水,满足一家一日的用水量。
根据美国道琼公司辖下的市场观察网站数据显示,以亚基发展的科技为主题,估算出2021年MOFs和COFs的市场规模是2亿7000万美元,2022年更达到了3亿5000万美元,甚至应用到医学领域,这项新兴技术目前仍在持续蓬勃发展,未来拥有无穷潜力;预计到2030年,市场价值将超过10亿美元。