Carbon capture to sequestration: strategies on screening and evaluating of MOFs

Chia-Yu Changa, Chia-Her Linb, Sheng-Chung Yanga,

a, Energy and Agile System Department, Metal Industries Research and Development Centre, Kaohsiung, Taiwan

b, Department of Chemistry, National Tsing Hua University

*E-mail: yangsj@mail.mirdc.org.tw

The project focuses on carbon capture materials and carbon sequestration cycles to solve the problems of energy intensity, high cost, reliance on petrochemical sources, short carbon sequestration cycles, and low demand for low-carbon combustion in current commercial carbon capture technology. Here we aim to develop efficient and low-cost MOFs carbon capture materials, equipment, and CO2 mineralization / sequestration process technology, rapidly integrate them into industrial applications, and enhance industrial competitiveness. In this work, we completed the material screening and synthesis process design of 6 MOFs, including MOF-303, UTSA-16, MIL-120, MIL-160, CAU-23 and ALF, which have the characteristics of high adsorption, easy preparation, and cheap raw materials. The atmospheric pressure aqueous synthesis processes of 6 MOFs were tested. The material characterization and identification of MOF-303, CAU-23, MIL-160 and UTSA-16, including PXRD, SEM, BET, gas adsorption (CO2, N2) analysis, thermal stability test and selectivity analysis and MOFs hydrophobic modification (MOF -303, CAU-23, MIL-160 and MIL-120) were carried out. Three MOFs (MOF-303, MIL-160 and UTSA-16) have CO2 adsorption capacities of 3.69, 3.2 and 3.78, and selectivities of 75, 53 and 186 respectively, which are in line with the annual plan goals of CO2 adsorption capacity ≧2 mmol/g and CO2/N2 selectivity ≧30.

楊 勝仲 Ph.D.

財團法人金屬工業研究發展中心 能源與精敏系統設備處 天然物創新應用組

Mobile: 0910-861153 Tel : 07-3513121 分機 2634 Fax: 07-3539411

E-mail: yangsj@mail.mirdc.org.tw

學歷

102.01 國立成功大學 工程科學研究所 奈微米生醫系統與光電工程組 博士

83.06 國立清華大學 動力機械研究所 機械設計組 碩士

80.06 國立台灣科技大學 機械工程系 二年制 學士

75.06 國立高雄工專 機械工程科 五專部

工作經歷

111.04 ~ 金屬工業研究發展中心 能源與精敏系統設備處 天然物創新應用組

107.04 ~111.03 金屬工業研究發展中心 能源與精敏系統設備處 幕僚室

97.06 ～107.03 金屬工業研究發展中心 能源與精敏系統設備處 工程師兼副組長

85.09 ～97.05 金屬工業研究發展中心 自動化研發處 副工程師/工程師

83.07 ～85.02 張記工程股份有限公司 總管理處 工程師

80.08 ～81.07 國立高雄工專 機械科 助教

其他經歷

105.02 ~ 國立高雄科技大學 機械工程系 兼任助理教授

97.04 ～ 金屬工業研究發展中心專利委員會 資深專利評審委員

103.09 ~ SCI期刊：Bioresource Technology (2021 IF:11.889) Reviewer

106.03 ～111.03 國立台灣科技大學南區校友會 理事、常務監事

102 ~ 104 國立高雄應用科技大學 機械工程系 課程諮詢委員

102.12 國立成功大學102學年度第1學期航空太空學系 博士學位考試委員會委員

100.04 ～112 金屬工業研究發展中心第4、5、7屆勞資會議 勞方代表

99.01 ～106.12 金屬工業研究發展中心第46、53屆員工勵進社 總幹事

計畫經歷

114年經濟部技術處科專計畫「固態吸附碳捕捉設備開發計畫(1/1)」 協同計畫主持人

112.09～113.12 112-113年經濟部技術處科專計畫「主動式捕碳固碳複合節能製程與低碳製程材料檢測技術開發計畫(1/2)(2/2)」 協同計畫主持人

108.07～110.12 110年經濟部能源局「離岸風場結構檢修與運維技術開發推動計畫(3/3)」 協同兼分項計畫主持人

107.04～107.12 107年經濟部能源局「高雄海洋科技專區人才育成、產業創新軟硬體建置及營運委託專業服務案(1/3)」 分項計畫主持人

107.01～107.12 107年經濟部研究機構能源科技專案計畫「107年度新及再生能源前瞻技術掃描評估及研發推動—生質能沼氣精煉模組技術探索創新前瞻計畫(1/1)」 協同計畫主持人

106.06～107.12 106年經濟部科專計畫「綠色廊帶再生能源系統核心技術驗證及創新服務計畫（1/1）」分項計畫主持人

105.03～106.02 科技部運用法人鏈結產學合作計畫-「藻到好價值」子計畫主持人

105.01～106.12 105年經濟部科專計畫「雲嘉南地方產業創新與價值提升推動計畫(1∕4)-(2/4)」子計畫主持人

103.04～105.12 科技部國家型科技計畫「二氧化碳轉化生質燃料及化學品之再利用關鍵技術開發」 子計畫執行

103.01～103.12 103年經濟部研究機構能源科技專案計畫「103年度新及再生能源技術先期研發—超臨界CO2熱發電系統模組創新前瞻計畫」 子計畫主持人

102.01～102.12 102年經濟部科專計畫「嘉義產業創新研發中心服務平台建置及推動計畫(2/4)」 協同計畫主持人

102.01～102.12 102年經濟部科專計畫「高值化食品機械與中間工廠推動計畫(3/3)」 協同計畫主持人

101.01～101.12 101年經濟部科專計畫「嘉義產業創新研發中心服務平台建置及推動計畫(1/4)」 協同計畫主持人

101.01～101.12 101年經濟部科專計畫「高值化食品機械與中間工廠推動計畫(2/3)」 協同計畫主持人

101.02～101.11 101年中山科學研究院產學研分包/委託研究計畫「魚群影像數據遠端傳輸測試驗證」 計畫主持人

100.01～100.12 100年經濟部科專計畫「高值化食品機械與中間工廠推動計畫(1/3)」 協同計畫主持人

100.01～100.12 100年國科會科發基金補助計畫「嘉義產業創新研發中心研發服務平台」 計畫主持人

100.01～100.12 100年中科院傳統產業跨法人平台推動計畫「水產養殖產業資料分析」 計畫主持人

98.09～99.01 經濟部能源局科技研究發展計畫「超臨界流體於生質柴油製程與系統開發先期研究計畫」協同計畫主持人

96.01～98.11 經濟部工業局「平面顯示器設備自製率倍增計畫」專案辦公室-專利建構 子項計畫主持人

97.01～97.11 晶圓測試機載盤之冷卻清潔雙效模組開發 計畫主持人

97.01～97.11 電漿與CO2-Snow複合清洗機開發 計畫主持人

95.01～96.12 經濟部科技專案計畫「平面顯示器設備技術開發三年計畫」 分項計畫主持人

96.07～96.12 Snow-Machining及Atomization-Based Cutting Fluid 於精微切削之研究 計畫主持人

95.01～95.06 無溫室效應之鎂合金保護系統可行性評估 計畫主持人

95.01～95.12 超臨界流體電鑄3D微結構件製備技術 實驗計畫設計

95.01～95.12 微粒成形包覆關鍵技術 實驗計畫設計、噴嘴模組設計

95.01～95.12 LCD製程中CO2 Snow乾式清洗模組開發 計畫主持人

94.01～94.12 經濟部科技專案計畫「光電組件先進製程自動化系統技術三年計畫」－「乾式噴洗自動化系統技術開發」 子項計畫主持人

93.01～93.12 經濟部科技專案計畫「CO2-Snow噴洗系統開發」 子項計畫主持人

榮譽與獲獎

110年經濟部能源局「離岸風場結構檢修與運維技術開發推動計畫(3/3)」獲得能源局 銳能獎銅獎

109年經濟部能源局「離岸風場結構檢修與運維技術開發推動計畫(2/3)」獲得能源局 銳能獎銅獎

107.03 2018國立台灣科技大學 機械工程系 傑出校友

103.12 2014年Dechnology科專成果設計加值，IP的id次方_技術與創意匯聚平台活動創意獎徵選，”優碘水膠/噴霧式OK繃” 入選創意組

102.09 中華民國發明 第I 385004號專利 ” 鈦人工植體之表面處理方法” 榮獲「2013台北國際發明暨技術交易展」 – 發明競賽 金牌獎

99.11 2010金屬工業研究發展中心 「專利英雄獎」

99.04 2010第13屆「莫斯科阿基米德國際發明展」莫斯科市政府特別獎

98.10 中華民國發明 第I 304749號專利 ”一種微流道裝置及應用該裝置製備微球的方法” 榮獲「2009台北國際發明獎」 金牌獎

98.10 中華民國發明 第I 301422號專利 ”載體微球之預固化方法及裝置” 榮獲「2009台北國際發明獎」 銀牌獎

98.7.6 經濟部技術處 科專優良成果表揚 法人科技專案優良計畫獎－「平面顯示器設備技術開發計畫」

97.6.6 97年度中國工程師學會高雄市分會 「傑出工程師獎」

研究領域

綠色能源、微藻養殖/破壁/萃取、微膠囊/微包覆/滴丸、超臨界流體技術應用、CO2 Snow/DryIce Blasting、微流道晶片/細胞電穿孔、機構設計與自動化系統整合

專利(獲證)

1. 楊勝仲, 郭獻南,“模座翻轉機”中華民國 新型 166778號

2. 楊勝仲, 楊宗鑫, 陳進和,“清洗基板之方法及裝置”中華民國 發明 第I 234817號

3. 楊勝仲, 陳進和,“運用於潔淨圓桿工件之清洗裝置及清洗方法”中華民國發明 第I 262826號

4. 郭子禎, 楊勝仲,“複合式清洗基板之方法及裝置” 中華民國發明 第I 294313號

5. 楊智惠, 黃耿祥, 王英基, 楊勝仲, “載體微球之預固化方法及裝置“ 中華民國發明 第I 301422號

6. 楊智惠, 黃耿祥, 王英基, 楊勝仲, “一種微流道裝置及應用該裝置製備微球的方法“ 中華民國發明 第I 304749號

7. 黃俊誠, 李國正, 楊勝仲, 王覺寬, “雙激發式外包覆型膠囊噴嘴模組” 中華民國發明 第I 307292號

8. 楊勝仲, 郭子禎, 邱雲進,“鎂/鎂合金熔液之保護裝置”中華民國發明 第I 309992號

9. 楊勝仲, 盧建良, 鍾明道, 李松忠,“背光模塊的清洗裝置及清洗方法” 中華人民共和國發明ZL 2005 1 0132046.X

10. 楊勝仲, 盧建良, 鍾明道, 李松忠,“背光模組之清洗裝置及清洗方法”中華民國發明 第I 312898號

11. 楊勝仲, 陳進和, “運用於潔淨圓桿工件之清洗裝置及清洗方法” 中華人民共和國發明ZL 2005 1 0132047.4號

12. 郭子禎, 楊勝仲,“以複合式潔淨基板的表面污染物的方法”中華人民共和國發明ZL 2006 1 0083295.9號

13. 楊勝仲, 李國正, 鄭宇舜, 洪俊宏, “二氧化碳供應系統”中華民國發明 第I 335971號

14. 楊勝仲, 陳進和, “用於表面清洗之噴嘴模組”中華民國發明 第I 342237號

15. 楊勝仲, 李國正, 鄭宇舜, 洪俊宏, “二氧化碳素供給裝置” 日本特許第4756025號

16. 連培榮, 楊勝仲, 鄧育庭, 林堅楊, 高崑維, 陳廷嘉, “鈦人工植體之表面處理方法” 中華民國發明 第I 385004號

17. 鄭宇舜, 洪俊宏, 楊勝仲, 李國正, “冷卻裝置” 中華民國發明 第I 425555號

18. 林國偉, 李國正, 楊勝仲, 陳民勳, 莊仁和, “非線性切割方法” 中華民國發明 第I 426058號

19. 林國偉, 楊勝仲, 李國正, 陳民勳, 莊仁和, “非線形切割機構” 中華民國發明 第I 4239431號

20. 楊勝仲, 李國正, 蔡慶瑞, 李正雄 “滴丸製造裝置“ 中華民國新型 第M487076號

21. 吳永泰, 楊勝仲, 許夏芬 “固態發酵裝置” 中華民國發明 第I 472612號

22. 吳永泰, 楊勝仲, 許夏芬 “自動發酵裝置” 中華民國發明 第I 474993號

23. 連培榮, 孫傳家, 郭子禎, 楊勝仲, 鄧育庭, 吳永昌, 張芳榮, 謝翠娟, 蔡逸宏, 杜英齊，“抗糖尿病及抗新陳代謝疾病之香椿超臨界萃取物、製備方法及用途” 美國發明 US 10668122 B2

24. 連培榮, 孫傳家, 郭子禎, 楊勝仲, 鄧育庭, 吳永昌, 張芳榮, 謝翠娟, 蔡逸宏, 杜英齊，“抗糖尿病及抗新陳代謝疾病之香椿超臨界萃取物、製備方法及用途” 中華民國發明 第I 492755號

25. 蔡慶瑞, 黃裕仁, 洪俊宏, 楊勝仲, 伏和中, “再製酒之生產方法” 中華民國發明 第I 542683號

26. 楊勝仲, 李國正, 伏和中, “布雷頓循環發電系統之冷啟動的監控方法” 中華民國發明 第 I547634號

27. 郭吉明, 李正雄, 蔡慶瑞, 魏亦明, 楊勝仲, “擂潰控溫裝置” 中華民國新型 第 M528610號

28. 楊勝仲, 李國正, 伏和中, “布雷頓循環發電系統之冷啟動的監控方法” 美國 US 9739197 B2

29. 楊勝仲, 黃俊勇, 蔡慶瑞, “煉製品之製造方法” 中華民國發明 第 I606785號

30. 李國正, 孫惠山, 蔡慶瑞, 楊勝仲, “球狀顆粒食材造粒裝置及其造粒模組” 中華民國發明 第 I660684號

31. 李正雄, 蔡慶瑞, 劉文鈞, 楊勝仲, 郭吉明, 李國正, “生質沼氣精煉提純分離系統” 中華民國發明 第 I669148號

32. 劉宗鑫, 劉文鈞, 楊勝仲, 曾柏翰, 吳文傑, 王祥賓, “熱交換裝置” 中華民國發明 第 I672471號

33. 曾坤三, 黃玉君, 黃彥傑, 楊勝仲, “水下聲納量測校正裝置與方法” 中華民國發明 第 I696840號

34. 劉宗鑫, 曾柏翰, 施威宏, 吳文傑, 劉文鈞, 楊勝仲,“熱傳輸系統” 中華民國發明 第 I767421號

35. 施威宏, 劉宗鑫, 吳文傑, 劉文鈞, 楊勝仲,“熱交換器” 中華民國發明 第 I797511號

36. 黃玉君, 黃彥傑, 孫寀祐, 洪政源, 楊勝仲,“海底電纜、海底電纜故障監控裝置與海底電纜故障監控方法” 中華民國發明 第 I797768號