- 論文題目: 應用常壓微波電漿技術於轉化農業廢棄物為有價材料以支持循環經濟和減少碳排放之潛力探討

- Doi: 

- 摘要: 

    臺灣每年產生約500萬公噸的農業廢棄物。然而，由於再利用方法不當，約有30%的可重複利用資源被浪費且造成污染，導致空氣污染更加嚴重，且經濟效益不彰。本研究在氮氣環境中應用常壓微波電漿技術，在7、9和11公升/分鐘的三個單獨流速下，通過合成生物炭和二氧化鈦，產出可在可見光下應用之生物炭吸附劑和複合催化劑。研究中也透過生物炭產品效益成本比和環境影響分析，與現有的回收方法進行比較。研究中利用電漿熱裂解技術，通過熱裂解稻草、阿勃勒和稻殼廢棄物成功製備了高品質的生物炭。研究結果顯示使用電漿熱裂解技術可以增加約1.91-6.05倍的表面積，而且速度比傳統鍋爐快3-36倍。以電漿氣體流速為11公升/分鐘製備的阿勃勒生物炭，以及使用流速7公升/分鐘的稻草生物炭，在所有生物炭中具有最高的吸附能力，分別為344.82毫克/克和188.32毫克/克，較文獻中的吸附量分別提高10.6倍和2.07倍，而熱解時間則是分別縮短24倍和48倍。動力吸附實驗結果則與Langmuir模型非常吻合，吸附動力遵循擬二階動力吸附模式。在光催化氧化實驗中，在9公升/分鐘的電漿氣體流速，生物炭/二氧化鈦1：1的比例下，所生產的生物炭複合催化劑表現出最高的活性，其脫色效率分別為83.60%、69.51%和50.87%。此外，根據效益-成本分析結果，利用電漿技術生成稻殼生物炭的回收方法顯示出具有盈利潛力，其效益-成本比大於1。最後根據碳排分析，電漿系統產生的生物炭的二氧化碳當量為394.331 Kg CO2eq/噸，而根據文獻以掩埋方式處理之二氧化碳當量約為1,260 Kg CO2eq/噸，因此本研究結果證明以電漿法再利用農業廢棄物優於現場掩埋方法，可更有效率降低碳排。

關鍵詞: 生物炭、吸附劑、複合催化劑、回收方法、循環經濟、減少碳排