因應CO2減量之需求，COP-21在2015年底提出可再生能源在2030年需達 36%，以替代化石能源。因此，太陽能及其應用成為潔淨能源之主流，以太陽能催化水解產氫，透過燃料電池發電，雖屬清潔能源，但仍有許多障礙與挑戰包括：太陽能產氫之轉換效率低與氫氣儲存問題需解決。H2O2 (60%)能量密度約為2.1 MJ/kg，相當於氫氣，因此，開發液態H2O2燃料電池取代氫型燃料電池，可解決氫氣儲存問題。我們曾提出光催化中間水分解反應(PIWS)的概念:光催化水分解反應可生成H2(g)與H2O2(aq) (2H2O → H2(g) + H2O2(l))，其明顯優勢包括：(1)太陽能驅動較有利之2個電子轉移(提升反應速率)；(2)反應熱力學有利(∆G負值)；及(3)反應僅生成H2(g)與 H2O2(l)，可直接氣、液分離。透過PIWS之概念結合燃料電池機制，利用H2O2作為燃料及氧化劑於單構槽體，不需隔離膜，當太陽光照射驅動光陽極將H2O2 氧化生成O2 (H2O2→O2+2H + 2e , Eanode = 0.518 V)，光陰極之H2O2還原為 H2O (H2O2+2H +2e-→2H2O, Ecathod = 1.586V)，所得電動勢(1.07 V)相當於傳統燃料電池(H2/O2)之電動勢(1.23 V)。我們長期開發新穎太陽能電池與光催化/光電催化(PEC)反應，總是認為兩者之可調控電子與電洞之傳輸確有相輔相成之處，圖 1顯示所提以光催化H2O分解為H2O2作為燃料之太陽能驅動燃料電池之概念設計圖，其中參考染敏太陽能電池與鈣鈦礦太陽能電池之能階與電子與電洞之傳輸迴路概念設計，並輔於光活性奈米電極材料，併同：(1)光陽極活化吸收太陽能產生電洞(h+)氧化廢水有機污染物；電子(e-)通過外部迴路至光陰極產生電力，並且還原H2O產生H2O2 (H2O-to-H2O2)；(2)透過H2O2燃料電池(H2O2-to-H2O)直接發電；及(3)結合H2O-to-H2O2-to-H2O循環，建構太陽能驅動H2O2單構燃料電池，成為一種新穎有機廢水氧化處理及合併光電催化與燃料電池發電等多功能方法與設備。此種太陽能驅動生產之環境友善H2O2強氧化劑，可提供受天然災害、水資源受污染、落後國家之民眾或家庭所需生活用水之淨化，成為可創造高經濟效益與扶持弱勢之綠色技術。

主要突破技術性包括：(1)太陽能活化光電極作為氧化有機廢水、生成H2O2及燃料電池發電之功能；(2)太陽光驅動光陽極將H2O2氧化成O2；陰極之H2O2還原為H2O，可得電動勢(1.07 V)；(3)本太陽能驅動H2O2單構燃料電池為一種新穎有機廢水氧化處理及合併光電催化與燃料電池發電等多功能設備。

本太陽能驅動單構燃料電池之產品可多元應用於各領域及對象，市場潛力包括：(1)利用潔淨、取之不盡之太陽能驅動單構H2O2燃料電池方法；(2)可提供低成本、簡易處理有機廢水之太陽能驅動H2O2燃料電池設備；及(3)可提供淨水與發電之小型或社區型太陽能驅動H2O2單構燃料電池設備。