●技術簡介：
電催化結合觸媒設備利用電極間高電壓電場，經直流電場改變水分子，經高壓放電、電催化及電解作用，快速產生鹼性還原水、酸性氧化水與中性水。電催化產生氧化力極強之氫氧自由基和奈米微氣泡，可進行有機物污染土壤及地下水處理。優點包括不需化學藥品添加、不需pH調整、無二次污染、操作維護費用低、處理快速及具長效性。
●技術之科學突破性：
本團隊開發創新電催化結合觸媒技術，以產生高濃度氫氧自由基(OH·)及奈米氣泡，在經濟及快速有效的前提下，達到整治TPH或有機物污染土壤及地下水目標。主要創新性如下：(1)利用電極間高電壓電場，經直流電場改變水分子的結構，經過高壓放電、觸媒電極以及觸媒載體催化所產生的高氧化性物質進行有機物的氧化處理，經由離子膜分離，可快速產生鹼性還原水(pH 10)、酸性氧化水(pH 5)與中性水(pH 7)。在最佳條件下，電催化水系統生成氫氧自由基(10E-4至10E-6 M)，電極間之觸媒微粒可加速OH·之生成。帶電奈米氣泡於水中瓦解釋出之能量與水分子作用亦產生OH·，可持續進行TPH污染物氧化，達到長效整治目標；(2)傳統化學氧化處理限制為：(a)操作成本高；(b)在低滲透性土壤，氧化劑不易接觸污染物，造成處理效果低；(c)氧化反應快速，因此無法達到長效功能；(d)化學藥劑灌注產生二次污染；(e)不易處理吸附相污染物。電催化技術可突破以上限制：(a)操作成本低，不需灌注化學藥劑，不會有二次污染問題；(b)系統加入開發的觸媒微粒，可提升OH·濃度；(c)可產生奈米氣泡size = 17至40 nm, concentration>10E8 particles/mL，界達電位-20至-30 mV，因土壤顆粒帶負電位，奈米氣泡不易和帶負電的土壤吸附，可有效穿透低滲透以及不均質的土壤孔隙，持續氧化吸附相的污染物；(d)氣泡緩慢破裂而產生的OH·，可提升氧化持久性，可擴大整治範圍；(e)開發的電催化原型機組設計串聯多組電催化腔體，達到快速提升OH·產量目標；(f)原型機電極置入離子膜，可分離鹼性(pH=10)和酸性水(pH=5)，達到鹼性和酸性水再利用目標；(3)本團隊開發催化金屬固定化技術，將奈米二氧化鈦金屬以薄膜包覆法製備觸媒載體，並應用於電催化系統，提升OH·濃度，本團隊亦利用共沉澱與鍛燒法改質氧化鐵作為催化劑，所開發的兩種觸媒載體均可有效提升OH·產量；(4)以奈米粒子追蹤分析儀進行奈米氣泡分析，並且利用電子順磁共振光譜儀以及羅丹明-B試劑，針對產生的氫氧自由基進行定性和定量的分析，進一步建立電催化以及奈米氣泡處理污染物的理論和反應機制；(5)依據場址的特性，建立所開發的電催化系統在不同介面以及不同環境的整治和應用規劃和設計，使污染場址在經濟和效益的前提下，達到污染場址解列的目標。
●技術之產業應用性：
國內公告列管的污染場址中，有超過半數是受到有機物的污染，整治費用動輒需數千萬到數億元。部分場址因地質不均質性及污染物的高吸附和難生物分解特性，使整治具有相當高的難度，如果採用傳統的抽水處理、化學氧化和熱處理的方法，整治費用將顯著增加，並使整治時間延長，如此亦使污染行為人整治意願降低，使環境受到更大的衝擊。傳統處理方式可能會造成二次污染的問題，也會對環境造成負面的影響。因此，研發創新、經濟有效且綠色的整治技術有相當必要性。本團隊開發創新電催化觸媒技術整治有機物(例如石油碳氫化合物)污染的土壤和地下水，有效降低整治成本(為一般技術1/2到1/5)，加速污染整治。由於未使用化學藥劑，可降低環境負荷。電催化結合觸媒系統將產生氫氧自由基(OH·)、奈米氣泡高氧水及酸性和鹼性水，可做為土壤復育添加液，故有較廣應用範圍。計畫成果對油品及有機物污染土壤之整治有創新之突破，開發之電催化結合觸媒系統成為一種更具經濟效益之創新整治工法。本團隊將電催化水處理成本與其他傳統常用整治工法作比較：高溫熱脫附缺點為需要焚化設備；化學氧化法中最常使用催化過氧化氫的Fenton反應，在酸性條件下利用二價鐵催化快速產生大量氫氧自由基，但因額外添加藥劑，容易改變環境地質，且在反應後氧化效果會快速下降，因此無法有效地擴大反應區域；生物整治的缺點為在污染物濃度較高的情況下造成生物毒性，環境條件較受限制及處理時間較長。電催化水用於實場整治僅需電力及實場灌注或反應器具。由模場試驗結果可知，每噸的污染土壤需使用10公秉之水量循環(流量15 L/min)，完全循環水量需11個小時，電催化水每小時消耗功率為4.4 kW，需使用約50度電，加上設備耗損及人力，每噸污染土壤處理操作費用在1.5-2千元，遠低於傳統化學氧化(5-8千元)及熱處理(1-1.5萬元)的整治費用，與生物整治(1.5~2.5千元)的費用相近，但整治時間遠低於生物整治所需時間。電催化屬創新的綠色整治，可在經濟、永續及環境友善工法，可在符合環保法規的條件下達到污染整治、土地活化及環境復育的目標。由於此項技術在價格、創新性以及整治效益都具有競爭力，應用的成果明顯優於其他的技術，本團隊已經和國內工程顧問業合作，實際將各項技術應用在國內的污染場址整治中。未來也將配合政府的新南向政策，爭取擴展東南亞和大陸的環境復育市場。因此，本技術具有相當大的市場性和外溢性。

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