理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    鋰氧氣電池之釕貴金屬催化反應機制
    (2023) 廖重皓; Liao, Chung-Hao
    近年來鋰氧氣電池之研究受到高度重視,因其具極高之能量密度,被視為新世代電動車能源。然而目前於實際應用上仍然存在許多挑戰,例如:過電位高、循環穩定性差、低充電速率,此些問題均與鋰氧氣電池放電產物Li2O2之差勁導電性、導離子性相關。目前研究中,普遍使用貴金屬釕Ru進行催化,並與多壁奈米碳管形成陰極複合材料(Ru/CNT),使用Ru/CNT陰極具大表面積、高放電容量與較低過電位之特點。然而我們對於釕金屬之催化機制了解甚少,且相較於傳統鋰離子電池仍然存在過高之過電位與低循環性能。本研究藉由濺鍍技術控制局部性分布之釕金屬催化劑,探討貴金屬Ru之充電反應催化機制,並使用奈米X光繞射儀觀測Li2O2之分解與Ru之局部性分布關係。本研究顯示液態電池系統中Li2O2為均相分解,固態電池系統中Li2O2為異相分解,與Ru接觸之Li2O2先行被分解,表示電解液(TEGDME)參與Ru之催化作用,Ru催化效果與電解液之分解相關,其分解之可溶性副產物充當電子受體Acceptor或Redox Mediator (RM),幫助絕緣之Li2O2傳導電子,藉此有效降低充電過電位,但同時也縮短電池之循環壽命。
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    鈉超離子導體型固態電解質之鋰二氧化碳電池
    (2023) 陳又瑞; Chen, You-Ruei
    電池為現今科技重要之儲能系統,鋰電池即為目前最普遍之儲能產物,然其液態電解質存在漏液、爆炸等安全問題,故為解決上述問題,固態電池成為次世代電池之主要研究方向。此外,因應全球溫室效應產生二氧化碳氣體,故鋰二氧化碳電池之研發尤為重要。鋰二氧化碳電池之能量密度約為1876 Wh kg−1,優於目前市售鋰離子電池僅300 Wh kg−1之能量密度,此優勢顯示未來儲能之潛在應用前景。本研究乃使用鋰鋁鍺磷(Li1.6Al0.5Ge1.5(PO4)3; LAGP)作為固態電解質製作固態鋰二氧化碳電池,陰極使用釕奈米顆粒修飾之多壁奈米碳管(Ru@MWCNT),並研究不同陰極觸媒對於電池性能之影響。Ru/CNTs陰極觸媒於固態鋰二氧化碳電池中扮演至關重要之作用。此陰極具大表面積、放電容量、優異之可逆性、長循環壽命與低過電位。因其活性位點增加,助於提升二氧化碳還原與析出反應之性能。Ru/CNTs陰極之固態鋰二氧化碳電池最大放電容量為4541 mAh g−1且電池壽命為45次循環,電位差為1.24 V。