美化學家亞基獲唐獎永續獎 合成材料助旱區集水
唐奖今天公布第6届永续奖得主为美国化学家奥马尔.亚基,他以一种新的合成方式生成材料,可应用在碳捕集、氢气和甲烷储存及干旱地区集水等,对永续发展作出非凡贡献。
唐奖表示,奥马尔.亚基(Omar M. Yaghi,另译:欧玛.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首任主任,也是柏克莱巴卡学院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。
唐奖指出,亚基出生于约旦安曼郊区沙漠中的难民家庭,最早来自于巴勒斯坦,因此对于缺水、贫穷的切身之痛,让他深刻体认到科学与研究对改变机会匮乏地区生活的重要性。
亚基开创化学新领域,以一种新的合成方式生成材料,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,用来捕捉、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气体分子,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。
经过化学方式修饰过的MOFs和COFs材料,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倍储存量。
在缺水地区集水方面,亚基仅用1公斤的MOFs材料,只需平常的阳光,就可在沙漠等低湿度空气中收集水气,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。
近年来亚基和美国通用电器公司、新创公司合作,制造可携式的MOFs集水装置,以节能及较经济方式,成功在沙漠地区每日收集数百公升饮用水,满足一家一日的用水量。
亚基曾公开表示,空气中的含水量几乎相当于地表所有河流及湖泊淡水的量,希望借由科技帮助缺水地区达到Water Independent目标。
至今全球有数百个实验室,借由亚基发展出的材料及技术,积极投入清洁能源、清洁空气和纯净饮用水等应用;一些国际化学、材料及汽车制造集团及30多家新创公司也推出相关方案及产品,目前估计全球由网格化学所产出的MOFS及COFs材料超过10万种。
据估算,2021年MOFs和COFs的市场规模是2亿7000万美元,2022年更达到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,预计到2030年,市场价值将超过10亿美元。