電催化回收系統 實現完全碳中和 廢水直接轉化燃料 產生氫氣循環運行

水熱液化（HTL）是將廢水、廚餘或海藻等「濕廢碳」（wet waste carbon），轉化為生物燃料的方法，但過程需從外部輸入能量進行加熱和加壓，所產生的副產品也需進一步處理才可使用。

有化學工程師開發了一種電催化回收系統，不但能將廢水直接轉化成有用燃料，更會產生氫氣供系統自給自足運行，實現完全的碳中和。

近年科學家們積極研究採用生物燃料取代石油和煤炭，以減低碳足迹，而將生物產生的廢物（如牛糞）轉化成生物燃料，也是常見的做法。但這類加工需要輸入額外能量，這過程也會間接產生碳排放，未能做到完全碳中和。

利用污水廚餘 廢碳不外流

要解決這難題，方法是創造一個自主循環的系統，將來自污水、廚餘、海藻和其他可再生碳源的廢物轉化為燃料，同時使廢碳不進入我們的環境和水中。由西北太平洋國家實驗室（PNNL）化學工程師Lopez-Ruiz領導的研究小組成功設計出一種電催化回收系統來實現這目標。

目前製作生物燃料的方法需要高壓氫氣，而製氫過程就要用到天然氣。Lopez-Ruiz表示︰「我們的系統可以自行產生氫氣，同時利用多餘的可再生電力在接近大氣的條件下處理廢水，使其運行成本極低廉，從而實現碳中和。」

電催化回收系統是由流動電池組成，當廢水流入該系統後，廢水就會經過由電流產生的帶電環境，產生一系列化學反應。流動電池被一層膜分成陽極和陰極兩半，陽極包含一個塗有納米氧化釕（Ruthenium Oxide）的薄鈦箔。廢水會在當中產生化學反應，並將有機分子轉化為有用的原油和石蠟。同時，水溶性碳化合物，如含氧和含氮的化合物，就會轉化成氮氣和氧氣。至於陰極部分就會產生氫氣，可用來供應系統發電運行。

有別於HTL會產生丙酸和丁酸一類難以處理的小型碳化合物，電催化回收系統只會產生有用燃料，包括乙烷、丙烷、己烷和氫氣。

「飢餓系統」 可無限期運行

小組使用來自工業規模的廢水樣本對該系統進行測試，結果成功連續運行200多個小時，直至所有廢水處理完畢，過程沒任何效率損失。Lopez-Ruiz形容是一個「飢餓系統」︰「系統運行的速度與試圖轉化的廢碳數量成正比。如果提供廢水不斷循環通過它，就可無限期地運行。」他認為電催化回收系統具有能源效益、經濟性和環境可持續，對小規模或分布式規模經濟尤其有利︰「系統依靠電力運行，能自行產生熱量和氫氣燃料以保持運行，達到能源回收循環的效果。」

英殯葬商推水葬 減少碳足印更環保

英國最大殯葬商Co-op Funeralcare宣布，今年將推出俗稱水葬（water cremation）的鹼性水解（Alkaline hydrolysis）服務，指水葬較傳統土葬及火葬服務產生更少碳足印，對環境更加友善。據悉水葬過程產生的溫室氣體比火葬少三分之一，消耗的能源僅為火葬的七分之一。

水葬是利用氫氧化鉀（potassium hydroxide）和水的混合物來分解遺體，過程一般需4小時，經溶解後再將遺骨磨成粉末，然後存放於類似骨灰甕的器皿給家屬保存。

水葬於美國大多數州分、加拿大及南非均為合法。Co-op Funeralcare透露今年稍後時間在英國推出水葬服務，為該國自1902年通過火葬以來首個新的殮葬方式。殯儀業預計費用將與傳統火葬相近。Co-op Funeralcare指英國的殮葬用地已所剩無幾，重整殮葬方式有助該行業提高減排目標。

原文刊《香港經濟日報》

記者：陳卓賢

美術：顏玉玲