• 技術名稱
  • 光驅動流體電容去離子回收稀貴金屬方法與設備
  • 計畫單位
  • 國立成功大學
  • 展區位置
  • 僅供線上展示
  • 聯絡人
  • 段宇君
  • 電子信箱
  • eugenet@mail.ncku.edu.tw
技術說明 光電半導體、印刷電路板、及廢電子產品回收處理等產業之無機廢水常含稀貴金屬(rare precious metals (RPM))包括:鋰、稀土、鍺、鎵、銦、金、銀、及鉑等,被視為戰略資源,廣泛應用於醫療設備、軍事、磁浮及等高科技產業。我國之稀土金屬需求量高居全球第4位,因此,開發其循環經濟模式非常重要。傳統稀貴金屬提煉技術(例如:火法冶金及溼法冶金)均有高耗能、製程繁雜、高酸鹼溶劑用量、低回收率、及高環境汙染等缺點,因此,需開發高效率之稀貴金屬回收技術,以避免此種高科技關鍵物料受制於他國,導致我國競爭力下滑。
我們開發光驅動流體電容去離子技術 (FdCDI)工藝,關鍵技術含:(1) PCE-I:太陽能驅動光陽極催化產生電子(e-)與電洞(h+),h+可氧化有機污染物生成CO2(g)與H2O; e-透過外部迴路轉移至光陰極產生電力,也同時將H2O分解產生H2(g),經富集後儲存於NH4BH4觸媒中,可供H2燃料電池發電,作為FdCDI之電力需求;(2) FdCDI-I:以小孔洞(直徑低於0.5 nm)之中空核殼奈米碳材(Cu@C→Hm@C) (流動電極(fluidized electrodes),形狀選別電吸附與富集(脫附)中、小離子(例如:Cu2+與Na+);(3) FdCDI –II:再以大孔洞(直徑大於0.5 nm)之中空核殼奈米碳材(La@C→Hl@C)流動電極(fluidized electrodes),電吸附與富集(脫附)大離子(例如:La3+代表RPM離子) (FdCDI -II);及(4) PCE-II:太陽能驅動光電還原RPM離子,回收RPM。若太陽能不足,則以前述PCE-I之H2燃料電池提供電力需求。本技術以太陽能驅動PCE氧化有機汙染物及提供電力供給FdCDI,電吸附與富集回收廢水中的RPM離子,再以太陽能驅動光電還原(PEC-II),而實現RPM純化回收。本新創技術程序簡易,易自動化設計,尤其使用綠色能源(太陽能驅動),又不添加化學藥劑、無二次污染及汙泥產生,技術優勢包括:(1)有效調控廢水中離子與太陽能驅動e-與h+之傳輸,而分別分離富集RPM及產生綠電提供製程需求、(2)易自動化操作設計與低維護需求、(3)低成本、(4)環境友善(不需添加化學藥劑)、及(5)可彈性增減處理能力,成為可創造高經濟效益與便利性之綠色技術。
科學突破性 太陽能驅動光陽極催化產電子與電洞,利用電洞將有機物氧化生成CO2與H2;電子透過外部迴路至光陰極產生電力,同時將H2O分解產生H2以供H2燃料電池發電,為FdCDI之電力需求。FdCDI以不同孔洞之中空核殼碳材,形狀選別富集回收RPM離子,再利用太陽能驅動光電還原RPM離子回收高純度RPM金屬固體。
產業應用性 稀貴金屬在科技業扮演重要角色,開發高效率之綠色回收技術為發展重點。本光驅動流體電容去離子技術在產業應用之潛力包含:(1)創新技術與市場需求、(2)自動化簡易操作、(3)低成本與低耗能之綠色程序、(4)高經濟效益、及(5)應用對象為光電、半導體、及廢電子產品與廢水回收處理廠。
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