MIT革命性薄膜技術 煉油能耗銳減90%

麻省理工學院(MIT)的科學家近日發表一項突破性研究，開發出一種新型分子篩薄膜，有望徹底改變傳統煉油製程。這項技術跳脫傳統蒸餾概念，改採分子大小篩選機制，為節能減碳帶來革命性解決方案。

現行煉油製程中，原油必須經過高溫蒸餾分餾，才能產出汽油、柴油等日常燃料。這道工序不僅耗能驚人，更佔全球二氧化碳排放量的6%。MIT化學工程學系副教授Zachary P. Smith領導的研究團隊，成功開發出能按分子尺寸篩分原油成分的薄膜，大幅降低能源需求。

「這完全顛覆了傳統分離技術的思維模式。」Smith教授強調：「我們不再依靠沸點差異進行分餾，而是利用分子形狀與尺寸進行篩選。關鍵在於這種薄膜能在原子尺度精準分離微小分子。」

這項發表於《科學》期刊的研究由韓國成均館大學助理教授Taehoon Lee主導。新型薄膜不僅能有效區分原油中的輕重成分，更克服了傳統高分子薄膜易膨脹變形的缺陷。該技術採用業界成熟的介面聚合製程，極具量產潛力。

據估算，現行分餾製程消耗全球1%能源，若採用薄膜技術可節省90%能耗。過去研發重點多放在微孔高分子(PIMs)上，但這類材料會因過度吸收有機物而膨脹，影響篩分效果。

研究團隊巧妙改良海水淡化用的逆滲透薄膜材料，將傳統聚醯胺的醯胺鍵改為亞胺鍵，不僅提高分子篩選精準度，更能防止薄膜膨脹。團隊還匯入三蝶烯單體，精確控制孔徑大小，使碳氫化合物能快速透過。

實驗顯示，新薄膜在甲苯與三異丙苯混合物的分離測試中，能使甲苯濃度提升20倍；在工業級石腦油、煤油與柴油混合物的分餾測試中也表現優異。研究人員指出，該技術可串聯多級薄膜，逐步提純目標產物。

「這項技術有望取代傳統分餾塔，」Smith教授補充：「未來可透過級聯薄膜系統，從複雜混合物中精準分離所需化學品。」由於介面聚合技術已在淨水領域成熟應用，研究團隊對量產前景相當樂觀。

這項由埃克森美孚透過MIT能源計畫部分資助的研究，不僅為煉油業開創節能新局，更為全球減碳目標提供關鍵技術支援。