淡江大學『化學與生活--化學、醫藥與社會』

兩個由美國國家科學基金會（ NSF ）支持的研究小組在本月宣布，他們已成功地從農業廢棄物和非食用植物所提取的潛在糖 (sugar-potentially) ，轉化成汽油¹、柴油²、噴氣燃料³和其他一系列有價值的化學物品。

獲美國國家科學基金會小企業創新研究獎 (SBIR) 位於威斯康辛州麥迪遜的Virent能源系統公司化學工程師科特賴特和同事，及同樣獲美國國家科學基金會所支持的威斯康辛大學麥迪遜分校化學工程師詹姆斯‧杜梅希克所領導的研究人員們指出，糖和碳水化合物可以像石油一樣加工製造成全套可用的產品，應用於驅動燃料、製藥和化學工業上。

美國國家科學基金會生物催化計劃主任及生物量轉換機構間工作小組主席約翰‧雷格布特表示：「美國國家科學基金會和其他聯邦資助機構目前在提倡下一代碳氫化合物生物燃料⁴ (hydrocarbon biofuels) 的新模式，即使清潔煤、核能、太陽能和風能已經高度發展利用，汽車也成為電動式或充電式混合動力 (plug-in hybrid) ，我們將仍然需要提供給飛機，火車、卡車、和船隻高能量密度 (high energy-density) 的汽油、柴油和噴氣燃料。這些研究團隊開發出的能源轉化程序，將作為持續製造生產這些燃料極佳的典範。 」

Virent能源系統公司在2006年初發現這套能源轉化程序，並在2008年9月9日，於美國愛荷華州立大學支助的成長生物經濟會議上發表。這項聲明是本月在Dumesic實驗室裡針對同一轉化程序獨立研究發現後所發表的。 Dumesic和他的同事在2008年9月18日的Science Express的網路版公佈他們的研究結果，接著於2008年10月18日在科學期刊上出版。

這能源轉化程序關鍵的突破點，是由Dumesic和科特賴特 (Cortright) 兩人研究出的所謂的水相重整 (aqueous phase reforming)，將植物源糖 (plant-derived sugar) 和碳水化合物製成的水泥漿，混入一系列的催化劑材料 (catalysts-materials) 以加速其反應，在不失去本身富含碳轉化程序有機分子 (process-carbon-rich organic molecules) 的特性下，分裂成基本構成要素，以重組成許多種提煉自不可再生石油的化學物質形式。

根據Dumesic解釋，這個方法關鍵的特點是在糖或澱粉起動材料 (starch starter)與成為碳氫化合物最終產品 (hydrocarbon end products) 之間的處理程序，這些化學物品經過一個中間的處理階段，而轉變成一個由功能性化合物組成的有機液體。Dumesic 表示：「這中間化合物保留了95%的生質能源(energy of the biomass)，但大約只有40%的質量可以升級到不同型式的運輸燃料，如汽油、柴油和噴氣燃料。更重要的是，這一功能性媒介油的形成並不需要外在的氫 (hydrogen) 來源。」因為氫來自水泥漿本身。

作為第二代生物燃料替代品的一份子，像水相重整這種綠色汽油方法正引發整個學術界和工業界的興趣，因為他們製造出的產品，與現有的基礎架構相容，在其淨能源產量上比許多其他替代品更接近，而且更重要的是它能夠從貧瘠土壤生長的植物中製成，如柳枝稷(switchgrass) 或農業廢料。雖然這將需要好幾年更進一步的研究發展，以改進這個程序及生產規模，但從利用可再生植物製成汽油和其他石油化工產品的保證，已看到極大的工業利益。

Virent實驗室研發的能源轉化過程，稱作生物重整 (BioForming) ，提供公司企業有能力達到美國國家科學基金會 SBIR計劃中所設定的商業化的目標及NSF一個更廣大的的目標，即提高美國競爭力。目前，一個由全世界最大的能源公司所組成的新聯盟機構，其目標在使這些替代的燃料物品能進入市場銷售，而來自世界各地主要汽車和農產企業的投資也在擴大該公司的影響力。

Virent實驗室的首席技術官科特賴特表示：「早期美國國家科學基金會的支持，幫助奠定了這項技術及其隨後工業成功的基礎。目前我們的科學家們在生物重整程序上已有多年的專業研究經驗，並正加緊腳步地推動這項技術的商業化，我們也正努力地欲將這可再生能源、綠色汽油和其他碳氫化合物生物燃料放進世界各地的燃料箱裡。」

負責Virent實驗室獎助金的美國國家科學基金會計劃官韋森 (Rose Wesson) 補充說：「這項由Virent實驗室所研發成的技術是極具發展潛力的，而且在過去六年中更精亦求精不斷改良，這項由兩個研究小組所使用的水相重整程序的創新的方法，將對美國和全世界的能源需求產生重大、正面性的影響。」

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