張芳卿、戴清智 / 純萃材料股份有限公司
中空纖維吸附材具備由內向外、多階層的放射狀結構，此結構提供一高質傳路徑，使流入中空通道的目標氣體，可被高效率地捕獲、吸儲，同時降低吸附後釋氣的可能性。此結構同時具備低質傳阻力，搭配中空通道低壓損及引流的特性，可於使用後快速脫附再生、循環再用，大幅降低吸脫附處理過程中的能源需求，比傳統處理設備減少40%~60%的能源耗損。以此核心技術搭配TSA/PSA/VSA等不同程序開發的中空纖維設備，已成功應用於壓縮空氣乾燥、氫氣純化與溫室氣體捕捉或回收等領域；而循環再用的商業模式，創造更多低碳價值，為企業供應鏈的低碳化之路加分。
【內文精選】
中空纖維吸附材的低碳技術
擁有獨家製程與應用專利的中空纖維吸附材(Adsorbent Hollow Fiber; AHF)(圖一(a))，因其獨特的中通孔道構型與整根材料都是吸附材的特殊性，不僅可以有效替代傳統型態的吸附材料，也可以模組化後提供給工程公司與末端使用者，作為更有效率的吸附/分離/濃縮/純化等氣體解決方案。
圖一、(a)中空纖維吸附材(AHF)；(b)中空纖維吸附材截面的SEM影像；(c)中空纖維吸附材的XCT影像
其與傳統的顆粒狀吸附材最大的不同，在於AHF是一種類似海綿結構的多孔性中空纖維吸附材，其中空通道由內璧向外壁、呈現多階層放射狀結構(如圖一(b)、(c)所示)；這樣特殊的結構提供了一高質傳路徑，使流入中空通道的氣體，其內含的目標分子會順著多階層的放射狀路徑，被結構上的微米級吸附材有效捕獲與吸儲，進而大幅度地降低吸附後避免釋氣的可能。
中空纖維吸附材的放射性結構亦具備低質傳阻力，搭配中空通道低壓損及引流的特性，可於使用後快速脫附再生、循環再用。藉由纖維結構中微孔洞與多層結構設計、尺寸與外型的調整，可依客戶現地需求，將中空纖維設計為單層或多層結構，進而提升氣體或液體的吸附/過濾效率，更可製作具多樣氣體選擇性的高選擇性吸附材與設備。
正常使用下，AHF的壽命可達3~10年以上；經上百次循環老化測試(如圖四所示)顯示，具備低碳核心技術的AHF不僅具有完整再生、重複使用之特質，對標的分子如：VOCs、H2O、溫室氣體(CO2、CH4、N2O、SF6等)等捕捉效率不變，表現出卓越的操作穩定性與可靠度---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖四、以異丙醇(IPA)作為AHF的挑戰氣體，在超過100次的線上循環吸脫附測試後，其吸附效率、脫附濃度倍率(>35倍)均維持不變
★本文節錄自《工業材料雜誌》462期，更多資料請見下方附檔。