室溫下可催化天然氣之高價含鐵催化劑
化學系 陳炳宇教授
我們開發了一種高價單鐵(V)氧配位化合物，能夠在室溫下催化多種烷烴的C-H鍵生成相應的醇。將此催化劑與四種不同的有機底物反應：環己烷(DC-H= 99 kcal/mol)、環戊烷(DC-H = 99 kcal/mol)、甲苯(DC-H = 90 kcal /mol) 和乙基苯(DC-H = 90 kcal/mol) 分別表現出高反應性，並且它們的衰變速率與其 C-H 鍵解離能 (DC-H) 線性相關。 基於GC_MS數據的產物分析顯示，醇與酮的比例高於5:1，顯示C-H羥基化反應是由活性鐵中心催化的，而不是由芬頓化學可能誘導的自由基催化的。此鐵(V)氧催化劑也應用於室溫下在高壓反應器(60 psi)中的CH3CN溶液中與乙烷反應，其主要產物為乙醇和極少量的乙醛，總體產率產率20%。
全光譜綠氫材料開發
化學系 林寬鋸主任
本研究團隊成功突破半導體/金屬異質結構新穎電極的開發，合成具有強大的協同效應之超穎表面奈米孔洞半導體薄膜，提供出色的光電流提取性能，相較於純金基板之光電流密度增高了14倍之多，且具有廣泛的紫外可見光電漿吸收帶(成果已發表在Chemical communications期刊)。
此材料非常有潛力運用於水裂解產氫的領域，並預期未來建立可大面積化且量產電極材料的製程方式，並提供一種新穎的技術開發高效能、穩定及可循環利用之綠氫材料，替代傳統能源而達到碳中和的最終目標。
此材料非常有潛力運用於水裂解產氫的領域，並預期未來建立可大面積化且量產電極材料的製程方式，並提供一種新穎的技術開發高效能、穩定及可循環利用之綠氫材料，替代傳統能源而達到碳中和的最終目標。
仿葉蟬全方向性抗反射/耐候塗佈開發
化學工程學系 楊宏達教授
本研究團隊從葉蟬蛋白質微小體結構所擁全方向抗反射能力獲得啟發，研發自組裝技術，利用奈米尺寸二氧化系中空核殼，大規模製備奈/微米階層結構陣列。相較於無結構塗佈基材，所建構仿生結構陣列於各入射光角度之抗反射能力皆大幅提升，且更兼具耐候能力 (成果已發表在Journal of Colloid and Interface Science期刊)。此材料塗佈具潛力運用於各樣光觸媒材料，降低入射光反射，以提升綠氫材料效能、穩定，替代傳統石化能源。
自增益電水解催化產氫電極開發
材料科學與工程學系 劉恒睿副教授
本研究團隊成功在多孔性發泡鎳上披覆功能性半導體鐵電材料鉍鐵氧(BiFeO3) 奈米粒子，製作出具有高產氫效率以及高穩定之電催化水解電極。此電極更展現出有別傳統電極的自增益效果，即隨著操作時間增加，產氫效率亦逐漸增加，從實驗與理論模擬的觀察上可知，此效應為鐵電材料受到電解液中氫氧離子的大面積極化之結果。此研究成果不僅展示對鐵電材料進行大面積極化的新穎途徑，同時也驗證功能性氧化物應用在電水解電極上的巨大潛力，相關成果已發表於高品質國際期刊ACS Nano (IF=17.1)上。
能源轉換元件
物理系 王德賢教授
熱電元件的操作同時須要N型和P型的半導體材料。其中鉍化碲是最廣泛使用商業化的室溫熱電材料。然而相對於P型鉍化碲，N型鉍化碲的熱電優值至今仍不太理想。在我們的研究中我們合成在室溫附近具有世界上最高的平均熱電優值的N型鉍化碲材料。們發現造成熱電優值如此高的主要原因是我們摻雜在N型鉍化銻的銅原子會進入到凡德瓦間隙使得其同時可以供獻傳導電子且機乎不造成電子的散射。這個研究成己經發表在2022年的Advanced Science (IF=17.5)。
高效碳基複合式催化電極
化學工程學系 陳志銘教授
本研究團隊成功合成高效碳基複合式催化電極，有效提升電荷傳遞效能達50%以上，可比擬傳統白金催化電極之效能，應用在染料敏化太陽能電池，展現超越白金電極之光電轉化效率。碳基複合式電極具有價格優勢，製程簡易，可大幅縮減能源支出，達到減碳之功效。
快充儲能材料開發與元件
材料科學與工程學系 林孟昌副教授
本研究團隊成功回收廢棄1,2-二甲基-3-丙基咪唑氯鋁酸鹽（DMPI+）（AlCl4–）離子液體雙離子電池，初步結果顯示雙離子電池的多數物料（例如:石墨、金屬鎳集流體等）的回收率可達 84–98%；而（DMPI+）（AlCl4–）離子液體電解液為24%，使用回收的石墨、金屬鎳集流體與離子液體的雙離子電池可降低68%的物料成本。回收並再利用高價值的離子液體電解液和金屬鎳集流體，可促進離子液體雙離子電池的實務應用。綜上，透過持續開發並優化永續循環技術將可提高離子液體雙離子電池在電網級儲能系統應用的競爭力。
高性能鋰電池快充電池材料
化學系 柯玟吟副研究員
長循環、高電容且具備高充/放電速率能力的儲能電池是當前永續能源主要的前瞻研究課題。其利用簡易的電化學沉積技術，成功地在金屬集流板-鎳網上直接成長片狀結構之錳氧化物奈米材料。藉由奈米片狀結構所交錯架成的三維孔洞，可有效提升材料比表面積，縮短離子傳輸距離，並緩衝錳氧化物在充放電時的體積膨脹增加穩定性。再經過鋅離子參雜後，應用於鋰電池負極材料，可展現出高電容、高充放電率且長循環充電的優異效能。我們相信此金屬摻雜之三維孔洞錳氧化物的設計及合成技術將有效地提供更多於高性能儲能電池的市場應用性。相關成果發表在Journal of Energy Storage 2022期刊中。
