某科學の超電報

空氣污染也可以變成可用能源?

2017/05/22 |

快訊分類學園都市必備 快訊標籤氫能異相光催化發電空氣污染、及 空汙

  • 首圖來源:UAntwerpen and KU Leuven

淨化空氣及尋找替代性能源,是當前人類面臨的兩大社會挑戰,如果能一次解決那該有多好?

比利時安特衛普(Antwerp)大學與魯汶(KU Leuven )大學的研究團隊也是這麼想:他們設計出一種可以邊淨化空氣,邊產生氫能源的全氣相光電化學電池,而且運作過程只需要照光!完整研究結果刊登 2017 年 4 月 10 日出版的(ChemSusChem)科學期刊上。

根據山米.佛布魯根(Sammy Verbruggen)教授解釋,設備內以薄膜隔成兩個部分:

空氣會在光陽極的這一側被清潔,同時帶有陰極的另一側則因降解作用製造出氫氣(hydrogen gas)。這些氫能可以儲存起來,作為氫能巴士等氫能設備的燃料使用。

這套技術靠得是「異相光催化(heterogeneous photocatalysis)」反應,其運用光與特殊催化劑(通常是某種半導體)來引發化學反應,屬於光化學反應中間接光解反應的一種,而異相光催化反應與其反應物在不同的物理相。

異相光催化過去常應用於從水抽取氫,而研究團隊發現用在含有有機污染物的空氣上也行得通,而且效率甚至更高。這套設備的運作原理和太陽能電池有些相似,都只要照光就可以進行,只是後者可以直接發電,前者則會產生氫能。目前的研究還只能靠人工光線運作,研究團隊正在努力改良材料,期盼未來可直接靠陽光觸發反應。

雖然聽起來能淨化空氣又能產生乾淨能源的電池很威,不過目前團隊只造出約手掌大,面積僅數平方公分的電池原型,還處於概念階段(proof-of-concept)。接下來團隊將投入讓技術規模化,以及能確實應用在工業的研究。

 

延伸閱讀:

原始論文:

  • Sammy W. Verbruggen et al.. Inside Back Cover: Harvesting Hydrogen Gas from Air Pollutants with an Unbiased Gas Phase Photoelectrochemical Cell (ChemSusChem 7/2017). ChemSusChem, 2017; 10 (7): 1640 DOI: 10.1002/cssc.201700485

參考資料:

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