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單構太陽能驅動雙氧水燃料電池併同有機廢水處理

為了解決太陽光電能源ptt的問題，作者劉育芳 這樣論述：

在化石能源枯竭及極端氣候之壓力下，綠色能源的發展成為重要議題。太陽能可產生電力與動力屬再生能源，不僅含無盡能量，亦能降低地理條件的限制，有高度適應性，此種綠色能源具廣泛商業應用潛力。利用仿光合作用之光電催化(photoelectrocatalysis)技術，可將太陽能轉換成化學能與電力，尤其，工業快速發展，導致水污染日趨嚴重，有機廢水大多採生物處理與高級氧化處理程序(AOP)，若能以太陽能驅動還原H2O生成H2O2應用於AOP，則可大幅降低二次污染，以取代傳統蒽醌法生產H2O2，伴隨之工業安全及二次污染的問題。因此，本研究之重點是開發光驅動雙氧水燃料電池，將有機廢水視為化學燃料，透過雙PEC

降解有機物質併同產電，關鍵技術含：(1)合成磷化鎳或磷化鈷參雜異質結構(NiP or CoP on g-C3N4/BiOI composites)光驅動分解H2O生成H2O2；(2)合成平面硫化鉬及銅鉍氧化物(MoS2/CuBi2O4)應用於可見光分解新興汙染物四環素(不適生物處理，易成抗藥性基因傳播與轉移的溫床)；及(3)技術整合，開發單構光驅動燃料電池，應用雙光電極同時氧化有機污染物(四環素)及產電。合成磷化鎳及磷化鈷參雜的異質結構(NiP或CoP on g-C3N4/BiOI composites)能提升約八倍的光驅動分解H2O生成H2O2效率，藉由調控異質結構的能隙及參雜磷化鎳及磷化鈷

以增加電子-電洞對的利用，屬可逆反應，生成及分解動力參數分析結果指出NiP/g-C3N4/BiOI具相對較佳之反應速率。另外，為處理新興有機污染物例如：四環素，合成平面硫化鉬及銅鉍氧化物(MoS2/CuBi2O4)應用於可見光分解四環素，藉超氧自由基及電洞的氧化作用，使四環素分解為其他低碳的羥基醛類衍生物，可在 2 h 內達到 85% 之去除效率。再者，透過技術整合設計之三電極雙氧水燃料電池模組，利用光驅動水分解生產H2O2作為燃料，經由雙光電極產電，可有效產生1300 A光電流，且在 1 h 的可見光驅動下，可去除80%的四環素(10 ppm)，併產出700 A光電流。此新開發之單構光驅

動燃料電池組，具有可攜性及簡易安裝的特性，期能提供一種兼具能源自主之新穎廢水處理方法與設備，以供產業提升技術參考。