美國化學家獲唐獎永續發展獎 開創碳捕集、乾旱集水材料新領域

▲第6屆唐獎永續發展獎得主奧馬爾.亞基(Omar M. Yaghi)。(圖/唐獎基金會提供)

記者許敏溶/臺北報導

第六屆唐獎永續發展獎得主今(18日)揭曉,由美國加州大學柏克萊分校化學系詹姆斯與內爾蒂崔特獎座教授奧馬爾.亞基(Omar M. Yaghi)獲獎。唐獎基金會表示,亞基開創「網格化學」新領域,在金屬有機及相關超多孔骨架材料上有開創性的建樹,此種材料已廣泛設計成碳捕集、氫氣和甲烷儲存及乾旱地區集水應用,對永續發展作出非凡貢獻。

每2年一屆的唐獎,今年邁入第6屆,從今起到週五每天上午透過記者會和網路同步直播,各揭曉一個獎項得主。依序頒發永續發展、生技醫藥、漢學、法治獎,每個獎項可獲得5千萬新臺幣獎金,包含1千萬元研究補助費,藉此延伸及推廣得主影響力及貢獻。

▲唐獎基金會今天宣佈第6屆唐獎永續發展獎得主。(圖/記者許敏溶攝)

今天上午公佈永續發展獎得主,由加州大學柏克萊分校化學系詹姆斯與內爾蒂崔特獎座教授、柏克萊勞倫斯國家實驗室資深科學家、柏克萊全球科學學院的首任主任奧馬爾.亞基獲得,他也是柏克萊巴卡學院的首任共同主任及首席科學家,曾獲頒17個國家的重要獎項及擁有60項美國專利。

中研院院士王瑜指出,亞基出生於約旦安曼郊區沙漠中的難民家庭,其家庭最早來自於巴勒斯坦。對於缺水、貧窮的切身之痛,讓他深刻體認到科學與研究對改變機會匱乏地區生活的重要性。

王瑜進一步表示,亞基開創的化學新領域「網格化學」,以一種新的合成方式生成材料,透過強鍵結合力,將有機和無機單元編結成爲堅固的多孔結晶金屬有機骨架(MOFs)及共價有機骨架(COFs)材料。

運用此材料的多功能特性來捕捉、集中及利用二氧化碳、氫氣、甲烷及水等四種對地球永續發展有最大影響的小氣體分子,對解決當今世界邁向永續發展所面臨迫切的能源、環境及水資源問題等永續發展目標(SDGs),都提供嶄新的解決方法。

亞基身爲MOFs和COFs材料創始人之一,唐獎基金會指出,他是最先將此前瞻性新材料應用到永續發展領域的科學家並展現具體驚人的成果。

包括在二氧化碳捕集方面,使用特定MOFs材料的容器,在常溫下即能增加18倍的儲存量;經過化學方式修飾過的MOFs和COFs材料,更可從燃燒氣體中精準捕集大量二氧化碳,目前MOFs已應用在加拿大水泥廠的排氣口。

▲第6屆唐獎永續發展獎得主奧馬爾.亞基(Omar M. Yaghi)。(圖/唐獎基金會提供)

唐獎基金會表示,在甲烷儲存方面,在常溫及安全氣壓下,含有MOFs材料的容器可以比一般容器多出3倍的儲存量。

在氫氣的儲存方面,做爲乾淨能源,氫氣儲存不易且具高危險性爲其限制,但使用MOFs和COFs材料後,在77K(絕對溫度)及100大氣壓此困難度不高的條件下,即可安全、穩定地儲存12重量百分比的氫氣,是項非常有用的技術。

在缺水地區集水方面,亞基僅用1公斤的MOF材料,只需有平常的陽光,就可在沙漠等低溼度的空氣中收集水氣,使其集中在MOFs的孔隙內且水質遠超過美國食品藥物管理署及環保署所訂定的飲用水標準。

近幾年,亞基和美國通用電器公司和新創公司合作,製造可攜式的MOFs集水裝置,以節能及較經濟方式,成功在沙漠地區每日收集數百公升的飲用水,滿足一家一日的用水量。