前瞻技術脈動：環境永續(202624)

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2026年6月26日

圖、前瞻技術脈動：環境永續(202624)

太陽能技術將溶解的海洋碳轉化為工業原料
耶魯大學（Yale University）團隊開發出一種太陽光驅動的模組化碳捕捉系統，能將海水中溶解的碳酸氫根轉化為合成氣（CO與H₂），為再生燃料與工業原料提供永續來源。該系統仿效水生光合作用，利用光電催化反應器與陽光進行轉化，首次實現0.71%的太陽轉燃料效率，媲美海藻光合作用。研究透過調控反應器內的流場條件，將一氧化碳產率由3%提升至21%，顯著增進產物選擇性。此系統採模組化設計，能建構為浮動反應陣列，透過潮流與海流自動循環海水，其模組化浮動設計可透過潮流自然循環海水，實現長期、低維運的海上碳捕捉與燃料製造方式，為氣候變遷與能源轉型帶來新契機。研究成果已刊於《Nature Communications》。
參考資料：Sunlight-powered technology transforms dissolved ocean carbon into industrial feedstock. TechXplore, 2025/7/10

發光糖顯示微生物如何消耗海洋中的碳
研究團隊設計了一種分子探針（一種用於檢測生物體內蛋白質或DNA的分子），當糖被消耗時，它會亮起來，使研究人員能夠即時觀察糖降解過程。藻類吸收二氧化碳並將其轉化為氧氣和有機物，而糖是其中的關鍵，但並非所有糖都容易被分解，部分糖大多數微生物都難以消化，研究團隊為識別哪些微生物能分解特定醣類，採用了自動化聚醣組裝技術，建立了一種用兩種螢光染料標記的糖。這些染料透過一種名為福斯特共振能量轉移(FRET)的過程相互作用。它們共同發揮分子開關的功能。當探針結構完整時，不會發光。然而，一旦酵素破壞了糖的主鏈，探針便會亮起來。因此，研究人員可以看到糖降解的位置和時間。此種聚醣探針在純化的酵素、細菌細胞裂解物、活培養物甚至微生物群落中都有效。
參考資料：Illuminated sugars show how microbes eat the ocean's carbon. Phys.org, 2025/7/10

冰川融化暴露的沉積物隨著時間的推移開始排放溫室氣體
冰川融化導致陸地暴露，冰川沉積物中的化學反應最初會抑制溫室氣體排放。然而隨著時間推移，土壤的成熟和微生物活動增加，它開始產生和釋放更多的此類氣體。該研究的團隊假設自大約15,000年前的末次冰期以來，由於大陸冰蓋消失後地貌暴露，地貌和大氣之間的溫室氣體轉移發生了變化。為驗證假設，研究團隊收集並分析了兩個水樣本，一個來自冰川，融水與冰川沉積物發生反應；另一個來自約一萬年前冰川開始消退以來一直暴露在大氣環境中的土壤。經測量了這兩個水源中的二氧化碳和甲烷濃度。結果顯示，冰川消融開始時，大氣中二氧化碳和甲烷的來源有限，這可能是融水與細顆粒沉積物之間化學反應的結果。這些沉積物是在數公里厚的冰川冰層滑過並壓碎下層基岩時形成的。在地形暴露後的數千年裡，發育中的土壤中發生的化學反應開始產生甲烷。上次冰盛期後，冰川從地表消退了數千年，甲烷產量的增加將增強熱量捕獲能力並使氣候變暖。
參考資料：Sediments exposed by glacier melt begin emitting greenhouse gases over time. Phys.org, 2025/7/10

深海採礦可能在我們還沒了解風險之前就開始
有鑑於電動車、太陽能板等電子商品需要大量的礦物供應，隨著陸地的礦產供應逐漸減少，業界正思考往海底開採錳，鎳，鈷和其他礦物的可行性。海底礦產開發案，原由聯合國國際水域管理局(International Seabed Authority)審核准駁，因美國川普政府發布行政命令，將逕行頒布國際水域深海礦業許可證，而引起科學家憂慮。海洋生態系統複雜，且海洋可隔離二氧化碳，調節氣候，培育浮游生物及各種海洋動植物，產生80%的地球氧氣，甚至海洋海綿和其他生物化合物也是HIV、Covid-19、乳腺癌等多種疾病療法的來源。人類對深海的瞭解又極為有限，採礦可能會對這些和許多其他未命名的物種造成不可逆轉的影響，需要在開採前審慎評估風險。（1311字；圖1）
參考資料：Deep-sea mining could start soon — before we understand its risks. Science News, 2025/7/9

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