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A Novel Approach of Photogenerated Electron-hole Pairs Transfer in CuFeO2-Bi20TiO32 Photocatalytic Water Splitting Combined with a PEM Fuel Cells

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2010 年

科別

化學科

得獎情形

二等獎;莫斯科正選代表: 2010年莫斯科國際科學博覽會

學校名稱

臺北市立麗山高級中學

指導老師

黃炳照;陳銘志

作者

羅紹儒

關鍵字

Photocatalyst、Water-splitting、Fuel Cell

摘要或動機

氣候暖化是一個地球目前正面臨的一大議題，造成地球暖化的主要原因是長期大量使用的化石性燃料所產生的二氧化碳等溫室氣體因此尋找一個替代性的能源是一個當今十分重要的問題。本研究將可見光光觸媒Bi20TiO32、CuFeO2粉體及鐵絲網懸浮於內照式光觸媒觸媒反應器內，當受激發之光觸媒粉體與鐵絲網發生碰撞，則可使光生電子-電洞經金屬-半導體異相介面傳遞至另一光觸媒之活性位置，藉此有效地分離光生電子-電洞而提高光觸媒水分解之產氫速率。本研究發現，利用此一光生電子-電洞傳遞途徑，在293 K下CuFeO2之光觸媒活性可達8.38 mL H2/min‧g。然而，本研究中光觸媒水分解之產氫速率在沒有氣體壓縮器的協助下，未能有效地驅動質子交換膜燃料電池。本研究亦探討質子交換膜燃料電池之最佳化條件，發現在333 K下，以100 mL/min純氫作為進料，可使質子交換膜燃料電池在0.6 V之操作電壓下，輸出0.78 W之電能。在未來，將本研究發展之光觸媒反應系統與質子交換膜燃料電池結合成光電能轉換系統，則可能夠在日常生活中有效地被運用。
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A Novel Approach of Photogenerated Electron-hole Pairs Transfer in CuFeO2-Bi20TiO32 Photocatalytic Water Splitting Combined with a PEM Fuel Cells

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