木質素加工再利用於燃料電池生產
2018/07/18 @國際
示意圖
燃料電池(Fuel cell)是一種透過氧化還原反應，將氧化燃料產生的化學能轉化成電能的裝置，可供給於工業或交通工具等用電需求。常見的燃料包含甲烷、氫氣、醇類等，透過劇烈的氧化反應後會產生水、二氧化碳與部分熱能，由於燃料電池對環境的汙染比起化石燃料更低，因此被視為是綠色能源的一種。
木質素(lignin)是構成樹木細胞壁重要的有機聚合物之一，具有極高的硬度，在纖維素(cellulose)的黏合下支撐整棵植物的重量。然而，木漿中的纖維素是造紙工業中不可或缺的主要材料，木質素的存在卻反而容易指紙張脆化，因此在造紙過程中木質素便被溶解於硫酸鹽或亞硫酸鹽溶液中排除。一棵樹約含有25%的木質素，若能經過適當方式再度利用，則更有利於環境永續。木質素由豐富的烴鏈所構成，經過分解可產生大量的苯二酚(benzenediol)，其中兒茶酚占約7%，瑞典林雪坪大學(Linköping University)認為此類分子是一種可用於燃料電池的替代燃料，因而積極開發利用將其製成燃料電池的方式。【延伸閱讀】將廢水副產物轉化為永續綠色燃料
一般而言，燃料電池常使用鉑作為電極以吸引電子，但鉑為貴重金屬，不但單價高，且不適用於屬於芳香族的兒茶酚燃料電池中，因此該團隊使用導電聚合物PEDOT：PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)製成適用於兒茶酚的電極與催化劑；根據估算，兒茶酚燃料電池的發電量與現有的甲醇或乙醇燃料電池大致相同。雖然兒茶酚燃料電池未來仍需經過改良才能有效使用在各項需電設施上，但此研究提供了木質素加值利用的新方向，幫助人們更完全利用林木資源。
相關研究由Digital Cellulose Center (DCC)支持，結果發表於<Advanced Sustainable Systems>。
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