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印度IISc研究出能產生燃料及氧氣的魔法葉子

印度積極尋找下一代的能源需求:

    至2018年6月26日止,印度總人口約為13.34億人,約占全世界人口比例的17.5%,僅次於中國人口。在人口持續成長之下,加上全球暖化和氣候變化的不良影響,包括非常態季節性的降雨、沙塵暴、雷電風暴及乾旱的雨季,皆使印度能源政策面臨嚴峻的挑戰,尤其印度仍屬發展中國家,如何在有限的能源下做有效率的規劃,或是尋求新能源的可能性,是當局首要之考量。

    然而在面臨電力供應短缺的情形下,工業、商業或住家等仍大量使用柴油和燃料用油,而印度使用的石油當中近80%皆從國外進口,此舉除了加劇印度過度依賴進口石油,亦形成對於印度未來能源安全的威脅。因此,非石化的替代性燃料能源的需求是十分迫切的,再生能源取而代之扮演著重要的角色。

   印度新能源發展方向為風能及太陽能混合、生物燃料等兩種,印度政府預計在2022年再生能源使用達到175GW,其中100GW太陽能,60GW為風能。為了達成這項目標,印度政府鼓勵建造風能和太陽能合一的發電站,初步預期在2017年至2018年底前,再生能源總計約需達成70GW。生物燃料政策方面,目標在確保最低程度的生物燃料可以在市場上方便取得,以符合人民及產業的需求。印度政府也曾提出,至2017年為止,可以達成20%混合生物燃料的指標性目標,混合生物燃料包括像是生物柴油及乙醇等。

 

印度研發出能模仿人工光合作用的葉子:

    自然界的光合作用可轉換成食物和燃料的形式,不過以植物運作這樣的過程顯然效率不夠,無法滿足現今對能源的需求。一般傳統的人工光合作用產生的效能亦有限,效率太低而不足以廣泛使用。因此,世界各地的科學家都嘗試開發出效率更高的人工光合作用,就是能將二氧化碳在陽光下轉變成為燃料。

  美國《科學人》雜誌曾在2007年探討植物如何運用量子運算的法則,進行光合作用,後來的科學家試圖想要去模仿自然界的光合作用,但是皆無法完全的成功複製,這些的人工光合作用只產生出氫,而非氧氣。直到2018年,印度科學理工學院(IISc)固態及結構化學單位(SSCU)的研究人員設計出一種人造的量子葉,這種葉子能模效光合作用過程,讓二氧化碳和水產生燃料和氧氣。這個葉子是由奈米大小,又稱為量子點的半導體粒子組成,可以在葉面上進行光合作用產生燃料。

 

      根據印度科學理工學院副教授Anshu Pandey表示,半導體奈米晶體的量子點,是由特定材料製成,做為催化劑,將二氧化碳由碳酸氫鹽形式轉化為能做為燃料的“甲酸鹽”。整體來說,這種過程比自然界的光合作用的效率高出一百多倍,並且也成為管理大氣二氧化碳平衡的重要工具。這種量子葉的光合作用同時也達成多樣的目標功能:它可以從陽光獲取,產生有價值的燃料;去除大氣中二氧化碳,同時還能產生氧氣,這比傳統植物效果好百倍以上。

    研究人員一直以來不斷地嘗試在實驗室複製光合作用的過程。這種特殊的方法效率相對其他的研究方式是大躍進,接近光合作用程並可能實現的最大效率。除此之外,這些材料是由可充分利用的鋁等元素組成,不但環保並且價錢低廉,這樣的技術能適用於大規模工業用途。

 

印度科學理工學院(IISc)致力於孵化科技新創公司

    本項研究是來自於印度科學理工學院(Indian Institute of Science,簡稱IISc),佔地400多英畝,擁有40多個部門。是塔塔集團創辦人Jamsetji Tata和邁索爾王國的君王Krishnaraja Wadiyar IV於1909年創立,是印度歷史為悠久的科研和排名第一的高等教育機構。該學院計畫三年內在班加羅爾工廠設立一個研究園區,以培育科技公司。

 

    身為生物科技工程中心領導人G.K. Ananthasuresh教授說:「目前,創新與發展協會大約培育15家公司,我們希望將這個目標擴大十倍,也已經核發招標來建立設備。」該研究中心與塔塔諮詢服務公司,沃爾沃公司,谷歌公司,通用汽車公司,微軟研究院,IBM研究院,波音公司,羅伯特博世基金會和普惠公司等公司合作。它還與印度太空研究組織,航空發展局和高階計算發展中心一起運作。

 

台灣啟動能源轉型 積極開發綠色新能源

    國內新能源政策發展方向,旨在建立低碳永續、高質穩定且效率經濟的能源體系,啟動能源轉型,積極開發綠色新能源,預計在2025年再生能源發電量占總發電量的比例達20%。

    台達電為國內廠商進入印度能源市場的成功案例,該公司目前在印度耕耘10多年,原以製造電力供應設備為主,後來逐漸轉型為製造節能管理系統與設備。2015年7月,印度總理莫迪邀請台達電主管參加「Digital India」開幕式,顯示印度對於台達電公司的重視,去(2017)年台達電參加外貿協會在印度第三大城市邦加羅爾(Bengalore)舉辦的「SMART ASIA 2017」展覽,表示將再砸下60億台幣在當地打造「台達創新園區」,製造與研發太陽能轉換器等設備,生產下階段新產品。

   事實上,不只台達電看好印度市場,今(2018)年,竹科與中科與印度Karnataka州政府創新及技術局簽署雙邊合作MOU,未來雙方在一個正式的合作協議架構下,在科學園區進行學者專家交流、中小企業、新創事業、人工智慧、智慧城市及綠能產業等方面加強合作。目前台灣在提倡環保意識及永續經營的理念下,亦積極發展新綠色能源,這點與印度政府理念相同,透過設置研究園區,台印度雙方投入資金、研發能力等,創造雙贏,也落實我國「5+2」綠能創新產業推動。

 

更新日期 : 2018/12/14