隨著全球暖化與氣候變遷,再生綠色能源和水資源的需求與日俱增。氫氣為再生能源,除了具有高能量儲存密度,同時於燃燒後不產生溫室氣體。台灣的半導體業消耗大量的工業用水,其中異丙醇(IPA)作為半導體業之清洗用水成分可透過光催化氧化反應移除,有助於再生水資源。利用本研究旨在探討Al3+摻雜Rh-CrO3/SrTiO3核殼結構共觸媒之光催化水分解表現,並透過與異丙醇降解反應搭配,運用特殊設計雙胞反應器,實現光催化降解異丙醇廢水並同步水分解產生氫氣。實驗以助熔劑法在Al3+摻雜高結晶度鈦酸鍶上製備Rh-CrO3助催化劑。在模擬陽光 AM1.5 G下,光催化全水分解在 5 小時內產生了近 1200 μmol/g 的氫氣。 Pt/WO3用於降解100 ppm異丙醇溶液。光觸媒用於具有電子介體I-/IO-3和Neosepta陰離子交換膜的雙反應器中。五小時內達到1102μmole/g的產氫量和10.1%的異丙醇去除。水分解產氫側和異丙醇降解側的量子效率估計分別為 0.102% 和 0.123%。本成果以雙胞反應器的概念,充分利用來自太陽光取之不盡用之不竭的能量來源,降解有機廢水也能同時獲得綠氫。(化工系吳紀聖教授提供)

Figure 1: (a) H2 evolution and IPA degradation in the twin reactor; (b) Schematic illustration of the twin reactor

Figure 2 (a) Gases evolution on either side in the twin reactor; (b) IPA degradation and acetone evolution on the oxidation side