1.質子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC） :
燃料電池是一種發電裝置，透過持續添加燃料來維持運作，主要燃料是氫，比起傳統燃燒發電過程擁有更高的能源轉換效率，以及更低的汙染排放量。燃料電池的運作方式是透過兩個電極（陽極與陰極），中間由質子交換膜隔開並充滿電解液。當氫氣進入陽極後，在催化劑的作用下，氫原子分解為氫質子和電子。氫質子會穿過薄膜移動至陰極，而電子則透過外部電路流動，形成電流，最終到達陰極。當氫質子、電子與氧氣在陰極發生反應時，會形成水分子，這也是燃料電池唯一的排放物。其中質子交換膜是燃料電池的核心所在，利用薄膜中的磺酸根形成水分子通道傳遞質子，也可以透過混摻化合物來提善電池效率。

2.釩液流電池（Vanadium Redox Flow Battery, VRFB）:
釩液流電池是一種透過硫酸釩電解液來儲存與釋放能量的電池技術。近年來，隨著再生能源的興起，這種電池因其穩定性與長壽命而備受關注。這種電池的電解液由不同氧化態的釩離子硫酸溶液組成，分別存放在兩個獨立的儲液槽中，並透過外部泵浦使電解液在兩個半電池之間循環流動，而這兩個半電池之間則由質子交換膜隔開。電池充電時，正極半電池中的V⁴⁺離子失去電子，轉變為V⁵⁺，而負極半電池的V³⁺離子則獲得電子，變成V²⁺，從而將電能轉換為化學能儲存起來。放電時，釩離子的氧化態變化方向相反，將儲存的能量釋放出來。

3.水電解電池 :
水電解電池的原理基於電化學反應，利用外加電能將水（H₂O）分解為氫氣（H₂）和氧氣（O₂）。當直流電施加至兩極時，水分子在陽極（正極）發生氧化反應，生成氧氣與質子（H⁺）或氫氧根離子（OH⁻），而陰極（負極）則發生還原反應，使質子或氫氧根離子接受電子，轉化為氫氣。這一過程符合法拉第電解定律，其中所產生的氫氣可作為潔淨能源，應用於燃料電池或其他能源儲存技術。水電解技術的歷史可追溯至 1800 年，當時英國科學家尼可爾森（William Nicholson）與卡萊爾（Anthony Carlisle）首次成功利用電流將水分解，證明了水能夠透過電解產生氫氣與氧氣。隨著電化學理論的發展，水電解技術逐漸成熟，並廣泛應用於工業製氫、能源儲存與未來氫能經濟的發展。現代水電解技術主要分為鹼性水電解（AWE）、質子交換膜水電解（PEMWE）與固體氧化物水電解（SOEC），其中 PEMWE 由於具有高效能、快速響應特性，已成為未來綠氫生產的關鍵技術之一。

4.觸媒 :

在燃料電池中，觸媒扮演關鍵角色，其主要功能是降低反應的活化能，加速氫氣與氧氣的電化學轉換效率。當氫氣進入燃料電池的陰極時，觸媒幫助氫氣分解為質子與電子，電子透過外部迴路形成電流，而質子則通過質子交換膜（PEM）或電解質溶液移動至陽極，與氧氣結合形成水。由於燃料電池的效率和穩定性高度依賴於電極反應速率，因此選擇適當的觸媒材料至關重要。傳統上，鉑（Pt）因其優異的催化活性與穩定性，成為燃料電池最常用的觸媒，但其高成本與稀缺性限制了大規模應用。因此，研究人員積極開發低鉑或無鉑觸媒，例如鉑合金（如 Pt-Co、Pt-Ni）、碳基催化劑（如石墨烯負載金屬奈米顆粒）及過渡金屬氧化物，以降低成本並提升耐久性。此外，觸媒的奈米結構設計也是提高催化活性的關鍵因素，例如透過調控奈米顆粒的形狀、尺寸及表面結構，可以優化反應位點，提高燃料電池的性能。隨著材料科學與奈米技術的發展，高效、低成本的觸媒將成為燃料電池商業化的重要推動力，使氫能成為更具競爭力的清潔能源選項。

在水電解電池中，觸媒的同樣至關重要，其主要功能是降低反應的活化能，提高電極表面的反應速率，從而提升整體能量轉換效率。在陽極，水分子需透過觸媒作用發生氧化反應，生成氧氣與電子，因此需要高效的氧析出反應（OER）觸媒。傳統上，貴金屬氧化物如氧化銥（IrO₂）和氧化釕（RuO₂）被認為是最具催化活性的材料，然而其高成本與有限的資源供應限制了大規模應用。為了解決這一問題，開發過渡金屬氧化物（如 Co₃O₄、NiFe₂O₄）、氫氧化物（如 Ni(OH)₂、Fe(OH)₃）以及層狀雙氫氧化物（LDH）等低成本材料非常重要，且這些材料在鹼性電解質中展現出優異的OER性能。在陰極，氫析出反應（HER）則需要有效的觸媒來促進氫離子或水分子的還原生成氫氣。鉑（Pt）由於其極高的催化活性與優異的耐久性，是目前最常用的 HER 觸媒，但其成本昂貴，許多研究也致力於開發鉑合金（如 Pt-Ni、Pt-Co）、過渡金屬磷化物（如 Ni₂P、CoP）及二硫化鉬（MoS₂）等非貴金屬材料作為替代方案。透過奈米結構設計與材料表面修飾，可以進一步提高觸媒的催化活性與穩定性，使水電解技術更具經濟效益，推動綠氫生產的廣泛應用。隨著材料科學與電催化技術的進步，高效且低成本的觸媒材料將成為水電解技術發展的核心，使氫能成為未來清潔能源體系中不可或缺的一環。

5.有機光電材料 (共軛高分子)