第25期

水化學與能源科學實驗室主要研究材料的表面化學特性，與其材料供能表現之間的關係，透過清楚掌握材料表面化學特性，有效率提升材料的表現。目前本實驗室的研究方向主要聚焦於：功能型材料的表面化學、以及載子於界面的遷移行為，特別重視解決產業界遇到的相關問題，包括水處理、低能耗過濾系統、循環經濟等相關領域。現階段研究主軸包括：    
1.自由基經濟：光電化學系統是一個可以將太陽光轉化為化學能的能量轉化系統，在此系統中，光觸媒吸收太陽光後產生電子電洞對分離，電洞在陽極透過水氧化反應產生氧氣，而電子在陰極還原產生氫氣。由於陽極的產氧氣反應是速率決定步驟，因此水化學實驗室嘗試在陽極以產自由基反應取代產氧氣反應，藉此提升光電化學系統的整體光電轉化效率。所產生的自由基可以用於汙水處理的氧化劑，或是高分子聚合的起始劑。

2.低能耗膜過濾系統：膜過濾系統是一個高效率、高產量的分離系統，在日常生活中處處可見，例如飲水機的RO系統，海水淡化系統等。膜過濾系統的關鍵是一個具有選擇性的半透膜，並透過壓力差將水推動到半透膜的另一端，將要分離的雜質留在原水端。水化學實驗室嘗試開發一套低壓的膜過濾系統，透過膜表面與離子本身的靜電作用力達到分離的效果，也因此可以降低過濾過程所需要的高壓力。此系統可以應用於分離低濃度水純化應用。

3.碳基材料分離與電化學應用：分離過程中的選擇性，是決定此分離製程營運成本的主要關鍵參數。而物理性分離的主要關鍵，是分離材料的孔徑大小與分離物的尺寸匹配。鑑於此，水化學實驗室嘗試利用界面活性劑吸附於活性碳表面，並透過後續的碳化反應將界面活性劑融入活性碳，藉此得到孔洞大小均一的活性碳。相信具有均一孔洞大小的活性碳，會有更高的分離效率，藉此提升活性碳的經濟價值。此外，透過界面活性劑可以同時將各種具有催化性能的金屬離子帶入活性碳的孔洞內，使活性碳同時具有各種催化的能力。

水化學實驗室重視培養學生的獨立思考、發現並解決問題的能力，也會努力在研究的進行過程中培養學生人際交流、與社會溝通的能力。我相信具備這樣能力的學生，不論去什麼領域，從事什麼性質的工作，都能夠找到屬於自己的精彩。