Recent developments in the design of photoreactors for solar energy conversion from water splitting and CO2 reduction
Applied Catalysis A: General, vol. 550, p. 122-141 (2018) Feature Article
本篇論文是應 Applied Catalysis A：General 主編邀請的專題報導，發表作者的團 隊近 20 年來在光反應器用於太陽光能應用和轉化的研發成果及未來的展望。溫室氣體 CO2 的轉化利用是當前環境和能源的重要研究課題，其中以光觸媒吸收 太陽光能轉化 CO2 生成碳氫燃料，如同大自然的光合作用，可消除 CO2 同時生 產再生能源是最佳的方法。在光反應器的設計發展，利用光纖將太陽光導入反應 器，可將光能傳輸並且均勻照射在光觸媒表面進行 CO2+H2O 的還原反應生成甲 醇等碳氫化合物，如圖一所示光觸媒覆載在蜂巢載體的內通道，再以光纖照明內 部能大幅增加光催化效率。另一種設計是雙胞反應器，以薄膜將還原和氧化反應 隔離在兩個聯結的光反應器，可達到水分解的氫和氧氣同步分離，避免逆反應發 生，提高光量子效率。最近的發展是進一步利用雙胞反應器，將有機污染物氧化 和水分解產氫結合，利用有機物氧化反應的能量，補充水分解產氫所需的能量， 可提升產氫量，並且同時分離出純氫氣，圖二所示，未來發展可以處理有機物廢 水並從中獲取能量，生產純氫氣的再生能源。(吳紀聖教收提供 cswu@ntu.edu.tw)
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