讓咖啡渣變黃金!臺南大學打造超級電容核心材料
國立臺南大學材料科學系教授林建宏團隊25日公佈新研發的咖啡渣回收技術,可轉化爲高性能儲能碳材料,作爲超級電容的關鍵材料,展現廢棄物的價值化與綠色循環經濟的潛力。(洪榮志攝)
全臺每年喝掉超過28億杯咖啡,產生高達5萬5000噸咖啡渣。鑑於處理咖啡渣會對環境造成負面影響,國立臺南大學團隊25日公佈新研發的咖啡渣回收技術,可轉化爲高性能儲能碳材料,作爲超級電容的關鍵材料,展現廢棄物的價值化與綠色循環經濟的潛力。
臺南大學材料科學系教授林建宏表示,根據國際咖啡組織統計,臺灣人每年喝掉超過28億杯咖啡,產生5.5萬噸咖啡渣;由於每公斤咖啡會產生大約17公斤的碳排放,目前以掩埋方式處理咖啡渣,不僅會釋放溫室氣體,如甲烷,對全球暖化造成負面影響,直接用於植物堆肥也會產生土壤污染等問題,進一步增加環境的負擔。
林建宏團隊研發出一種新的廢咖啡渣回收方式,通過創新且低污染的物理活化技術,可將咖啡渣製成多孔片狀的高性能儲能碳材料,用於超級電容電極或染料吸附上,都有傑出的表現,研究成果獲得臺南市政府「2024綠能轉換永續未來-智慧科技應用創意競賽」綠創實踐組第二名。
林建宏指出,全臺超過1萬4000家超商及連鎖咖啡店,每天都製造出大量咖啡渣,因集中度高且易於回收,能以極低成本建立穩定的回收供應鏈,此一結構具備高度可操作性及規模化潛力,未來還能擴展到其他國家及地區。
林建宏說,該團隊還摒棄傳統化學活化法,改採用二氧化碳或水蒸氣物理活化技術,不僅降低對環境的污染,製成的多孔碳材料在電化學穩定性及導電性方面表現出色,並經多次優化後,成功開發出高純度電子極多孔碳,與目前市場上的相關產品相比,電化學儲能效能高出2倍以上。
林建宏強調,此一技術未來還可進一步擴展應用範圍,將廢咖啡渣製成硬碳儲能材料,作爲極具潛力的鋰離子或鈉離子電池負極材料;該團隊也計劃與國內外相關產業合作,將實驗室公克級的產品放大至公斤級,加速商業化進程,爲綠色能源的全面普及奠定基礎。另外,該團隊也將持續探索其他廢棄物資源的應用潛力,像廢塑膠、木屑等,以實現多元化的廢棄物再利用目標。