諾獎化學》改變世界的多孔材料 開創能源與環保新技術

2025三位諾貝爾化學獎得主之一的約旦裔美國學者奧馬爾．亞基（Omar M. Yaghi）展示MOF模型。（資料照／美聯社）

2025 年諾貝爾化學獎於臺灣時間下午5時45分揭曉，由日本學者北川進、英國裔澳洲學者羅布森（Richard Robson）與約旦裔美國學者奧馬爾．亞基（Omar M. Yaghi）共同獲得殊榮，三人因開發出具革命性的「金屬有機骨架」（MOFs）而獲獎，象徵化學研究從分子設計邁向實際應用的新時代。這項看似抽象的材料科學突破，已在全球能源轉型、環境治理與工業技術中展現驚人潛力。

金屬有機骨架是一種由金屬離子與有機配體在三維空間配位形成的多孔材料，兼具可設計性與穩定性。其孔隙率極高、表面積龐大且結構可調，因此成爲當代材料科學的重要突破。這些微觀結構能吸附、儲存與分離各種分子，應用範圍橫跨環境治理、能源轉換與製藥產業，爲化學實驗室與工業生產帶來全新可能。

在環境領域，MOF材料的吸附能力特別受到關注。研究團隊已開發出能「從沙漠空氣中取水」的MOF材料，只需利用日夜溫差便能在乾燥環境中凝結出飲用水；也有其他設計能高效率捕捉二氧化碳，協助減緩氣候變遷。美國能源部近年支持多項相關研究，嘗試將 MOFs 應用於工業排放的碳捕捉與再利用，以提升淨零轉型的效率。

在能源應用方面，MOFs 也展現巨大潛力。它們能作爲電池與超級電容的導電骨架，提高能量密度與充放電效率，這些優勢讓MOF在氣體儲存與分離、能源轉換、催化與感測等領域展現出廣泛應用潛力。

在電化學領域中，MOFs 的表現尤爲突出，不僅可用於鋰離子、鋰硫、鋰氧與鈉離子電池，亦能應用於超級電容及多種電催化反應，如氧化還原與氫氣析出等，成爲推動新能源技術發展的重要材料。

三位學者的貢獻，不僅重新定義了化學結構的設計方式，也爲人類應對能源危機、碳排放與資源短缺提供了全新解方。