解決痛點 

隨著工業發展與新興化學品大量使用，水體中污染物之種類日趨複雜，使傳統水處理技術逐漸面臨限制。另一方面，全球淨零排放與低碳轉型政策持續推動，使環境處理技術除須提升污染物去除能力外，亦須同步考量能源轉換與碳資源化機制。

基於上述背景，本技術發展高級光電化學(Photoelectrochemical, PEC)氧化還原整合系統，在高效率處理水中污染物之同時，將有機污染物礦化生成之二氧化碳於系統內進一步還原，轉化為高附加價值之產物。同時亦可透過此系統產生氫氣或氨氣等潔淨能源載體。藉由此一設計，本系統實現水污染處理、能源轉換與碳資源化之整合。

 技術簡介 

本技術採用具高穩定性且可回收再利用之二氧化鈦奈米管陣列(Titanate nanotube arrays, TNAs)，於PEC系統中作為光陽極使用。該系統包含三電極電化學工作站、客製化H型反應器與光源，並結合光催化與電催化之協同效應，以實現高效率之光電化學反應程序。

光陽極於光照與外加偏壓條件下，可促進光生電洞與光生電子之分離與傳輸，並於陽極與陰極同步進行氧化與還原反應。陽極端可實現水中污染物之高效率去除，同時，陰極端則可進行潔淨能源載體之產生，以及轉化二氧化碳以生成高附加價值產物。透過此三合一整合式光電化學平台，可同時達成水污染處理、潔淨能源載體生成與二氧化碳資源化之目標。

▲圖說：光電化學系統

 應用案例 

1. 高效率去除水中污染物:本技術已於水污染處理應用中獲得驗證，可有效將有機染料（如甲基橙）、藥物與個人保健品（如布洛芬、雙氯芬酸與磺胺甲噁唑）、含氯有機物（如三氯乙烯）與其他具高度穩定性之污染物（如四甲基氫氧化銨、全氟辛酸銨）礦化成二氧化碳。

2. 同步產生能源與高附加價值產物:在水中污染物礦化成二氧化碳之同時，已驗證光生電子於陰極進行多元還原反應，包括還原水以產生氫氣、還原硝酸根以生成氨，以及還原二氧化碳以轉化生成甲酸與甲醇等高附加價值之產物。

 相關連結 

無

 專利名稱證號 

無

 技術產學合作或技轉單位 

無

 獲獎紀錄 

無

 技術聯絡人 

國立中山大學 前瞻產業聯絡中心

連絡電話：07-5250165#2691

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