工業材料雜誌 11月號/2023 第443期

「取代化石原料的低碳化工產業技術與發展」與「複合材料於儲氫的應用」兩大技術專題
《工業材料雜誌》2023年11月443期---

與化石料源脫鉤的低碳化學材料產業鏈
    化學品的溫室氣體足跡約2/3來自於料源，隨著全球GDP的增加，化學材料的使用只會越來越多，因此若不將使用的「碳」與化石料源脫鉤，那麼永遠不會有淨零的一天。在RCI報告中，針對2050淨零路徑規劃了以塑膠回收(55%)、生質基(20%)與CO2轉換(25%)的料源來取代化石碳源的情境。其中，廢塑膠回收再利用及生質料源本質即為碳氫化合物，以此轉化為石化產業原料所需的氫氣量相對低，有利於導入低碳料源的市場。本期「取代化石原料的低碳化工產業技術與發展」技術專題，從〈低碳石化料源國際發展趨勢與市場潛力〉為首，以全面了解廢塑膠、生質物兩種低碳料源應用在石化產業之國際發展趨勢與市場潛力。由於組成單一或潔淨度較高的廢聚烯烴或聚苯乙烯等塑膠，目前產業已有回收手段，但面對混合或消費後較多雜質的廢塑，則需導入化學回收的新技術。〈廢塑膠熱裂解結合重組反應轉化為合成氣〉與〈塑膠裂解轉化輕油技術發展〉分別介紹近年用裂解/氣化法處理混合塑膠廢棄物的製程，並搭配觸媒技術轉化合成氣與輕油的技術發展。生質材料屬於永續材料，是由植物行光合作用來構成有機體，因此若能有效轉化為化學品，甚至有可能得到負碳或極低碳的材料。〈低碳生質材料木質素應用發展〉將介紹從造紙工業的副產品、農業廢物以及生物精煉產品中提取的芳香族成分，開發出高附加值的綠色複合材料，應用於食品包裝、汽車內裝、鞋材與接著劑等領域。料源的碳排主要對應的是產業範疇三的碳排，以往較少被納入計算。然而，近期歐盟企業永續報告的準則(CSRD)及碳揭露計畫(CDP)皆針對範疇三的揭露與監管持續提高要求，從全球政府的法規、品牌訴求到綠色金融的推動等各面向的政策來觀察，料源的低碳轉型無疑是我國產業保有國際競爭力與創造新經濟體系的重要方向。

重量只有鋼瓶1/8的複合材料氫氣瓶   
    因應2050年達成淨零碳排，以氫氣作為能源成為國際發展的趨勢。以氫能小客車為例，行駛450公里需要5公斤氫氣，如果以傳統鋼瓶盛裝，瓶身重量約650公斤，超過一輛車的三分之一；但改用碳纖複材氣瓶，僅80公斤，大幅降低重量的負擔，故其已成為氫氣運輸或交通工具使用氫氣必備的關鍵零組件。本期「複合材料於儲氫的應用」技術專題，首先由〈全球儲氫市場現況與趨勢〉揭開序幕，以宏觀角度分析全球儲氫市場概況與趨向。繼之再透過〈複合材料氫氣瓶的市場應用與發展〉一文，聚焦複合材料氫氣瓶的市場應用與發展，由歷史演進介紹高壓氣瓶所使用材料的進化與結構設計理念的轉換，以及當前主要供應商的產品種類、產能規劃、現在與未來的應用情境。在鳥瞰市場概況之後，針對三個特定的高壓氫氣瓶相關主題進行更進一步地介紹。首先，〈第五代（Ⅴ型）高壓氣體儲存容器現況與發展〉探討無內膽、不怕氫脆的第五代高壓氣瓶相關的生產技術，以及走在世界前沿的國際研發單位脈動。接著是〈商用高壓氫氣瓶重量效率解析〉，蒐集國際三大高壓氫氣瓶供應商的產品規格，分析影響高壓氫氣瓶重量效率的因子，以及可作為產品規劃參考的瓶重預估方程式。最後是攸關安全的〈高壓氣瓶複合材料隱藏損傷評估〉（將接續於12月號刊登），分別介紹接觸式與非接觸式的檢測方法，評估氣瓶中的不可見損傷。期待藉由本期專題分享，讓讀者接觸更多當前最新資訊，也讓周邊相關業者作為投入評估的參考。

主題專欄與其他
    金屬材料專欄〈直接雷射沉積技術的特性與應用〉介紹直接雷射沉積技術在3D列印製造新元件、修補元件與表面堆疊塗層的應用與優勢。水處理科技專欄〈水處理之智慧化膜壽命參數與操作壓力估測模型之開發〉指出，藉助搭配不同水質水量之膜最佳操作壓力建膜預測技術，可大大降低結垢風險、延長膜壽命並減少處理水所需之電能。陶瓷材料專欄〈耐火材料技術現況與發展〉從傳統耐火材料之分類、應用場域切入，再推展到特殊耐火材開發，以探討耐火材高值化之可行性。專文篇篇精彩，歡迎賞閱！
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443期目錄頁
/目錄1/
煮字集 Perspectives
伊隆馬斯克和材料科技創新 陳力俊 36
取代化石原料的低碳化工產業技術與發展技術專題 Special Report
與化石料源脫鉤的低碳化學材料產業鏈 黃淑娟 37
低碳石化料源國際發展趨勢與市場潛力 張志強 38
International Development Trend and Market Potential of Low-carbon Feedstocks for Petrochemical Industry
廢塑膠熱裂解結合重組反應轉化為合成氣 楊任軒、鍾韻柔 49
Waste Plastics Pyrolysis Combined with Reforming Process for Syngas Production
塑膠裂解轉化輕油技術發展 鄭承熙、陳朝煌 58
Processing of Pyrolysis Oils from Waste Plastics to Naphtha Substitutes
低碳生質材料木質素應用發展 胡志明、謝承翰、莊文斌、張志仁 68
Biomass Lignin Application
複合材料於儲氫的應用技術專題 Special Report
重量只有鋼瓶1/8的複合材料氫氣瓶 邱佑宗 80
全球儲氫市場現況與趨勢 石蕙菱 81
The Development Status and Trends of Hydrogen Storage Market

複合材料氫氣瓶的市場應用與發展 陳 博 89
The Applications and Development of Composite Hydrogen Cylinders
第五代(V型)高壓氣體儲存容器現況與發展 趙 珏 103
The Current State and Future Development of Fifth-generation (V-Type) High-pressure Vessels
商用高壓氫氣瓶重量效率解析 邱佑宗、趙 珏珏 120
Weight Efficiency of Commercial Hydrogen Cylinders
材化史上的今天 Historical Discovery
11/4—發明光纖的人 張瑞棋 132
主題專欄 Topic Report
直接雷射沉積技術的特性與應用 蕭威典、劉武漢、陳璿光、陳泰盛、岳俊緯 134
Properties and Applications of Directed Laser Deposition
水處理之智慧化膜壽命參數與操作壓力估測模型之開發 143
Development of Fouling and Operation Pressure Estimation Model for Membrane Used in Water Filtration
施奈妮、施武陽、江益賢、黃盟舜、張婷婷、李子緹、許詠丹
耐火材料技術現況與發展(上) 黃天恒、游勝閔、張名惠 155
Technology Development Trend of Refractory Materials (I)