让咖啡渣变黄金!台南大学打造超级电容核心材料

国立台南大学材料科学系教授林建宏团队25日公布新研发的咖啡渣回收技术,可转化为高性能储能碳材料,作为超级电容的关键材料,展现废弃物的价值化与绿色循环经济的潜力。(洪荣志摄)

全台每年喝掉超过28亿杯咖啡,产生高达5万5000吨咖啡渣。鉴于处理咖啡渣会对环境造成负面影响,国立台南大学团队25日公布新研发的咖啡渣回收技术,可转化为高性能储能碳材料,作为超级电容的关键材料,展现废弃物的价值化与绿色循环经济的潜力。

台南大学材料科学系教授林建宏表示,根据国际咖啡组织统计,台湾人每年喝掉超过28亿杯咖啡,产生5.5万吨咖啡渣;由于每公斤咖啡会产生大约17公斤的碳排放,目前以掩埋方式处理咖啡渣,不仅会释放温室气体,如甲烷,对全球暖化造成负面影响,直接用于植物堆肥也会产生土壤污染等问题,进一步增加环境的负担。

林建宏团队研发出一种新的废咖啡渣回收方式,通过创新且低污染的物理活化技术,可将咖啡渣制成多孔片状的高性能储能碳材料,用于超级电容电极或染料吸附上,都有杰出的表现,研究成果获得台南市政府「2024绿能转换永续未来-智慧科技应用创意竞赛」绿创实践组第二名。

林建宏指出,全台超过1万4000家超商及连锁咖啡店,每天都制造出大量咖啡渣,因集中度高且易于回收,能以极低成本建立稳定的回收供应链,此一结构具备高度可操作性及规模化潜力,未来还能扩展到其他国家及地区。

林建宏说,该团队还摒弃传统化学活化法,改采用二氧化碳或水蒸气物理活化技术,不仅降低对环境的污染,制成的多孔碳材料在电化学稳定性及导电性方面表现出色,并经多次优化后,成功开发出高纯度电子极多孔碳,与目前市场上的相关产品相比,电化学储能效能高出2倍以上。

林建宏强调,此一技术未来还可进一步扩展应用范围,将废咖啡渣制成硬碳储能材料,作为极具潜力的锂离子或钠离子电池负极材料;该团队也计划与国内外相关产业合作,将实验室公克级的产品放大至公斤级,加速商业化进程,为绿色能源的全面普及奠定基础。另外,该团队也将持续探索其他废弃物资源的应用潜力,像废塑胶、木屑等,以实现多元化的废弃物再利用目标。