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學術探奇

潔淨能源驅動綠色未來

工程院長引領潔淨能源新路向

工程學院院長汪正平教授

工程學院院長汪正平教授帶領下,中大在可持續能源方面取得長足突破,從2014年起獲批巨額資助,支持一直領先全球的研究。

香港政府批出了6,033萬港元資助,中大亦撥出1,380萬港元,參與研究的其他大學則出資300萬港元。這次跨院校研究由中大與香港理工大學、香港科技大學和香港大學合作。

在2013/14年度主題研究計劃中,僅有三個項目取得這等規格的政府資助,可見大家對項目的期望很高。汪教授說:「我們要確保金錢用得其所,換來實質成果。」

汪教授亦任教中大電子工程系,學術成就豐碩。加入中大前,他曾於美國貝爾實驗室工作十九年,並在喬治亞理工學院工作十五年,專注研究半導體的封裝技術。汪教授在研究生時代已是成功合成稀土卟啉的第一人;這種重金屬元素卟啉配合物具有抗癌的潛在特性。

汪教授率領研究生研究高儲存和高傳輸電量的超級電容器

他與中大電子工程系的趙鈮教授合作,率領學生及博士後研究生研究不對稱超級電容器。汪教授指出,太陽能和風能時有時無,要在黑夜也能供電,儲存可持續能源的超級電容器十分重要。

汪教授和趙教授領導的研究團隊開發出納米結構金屬氧化物—碳複合材料,應用於高能源和功率密度分別為98.0 W h kg-1及22,826 W kg-1的不對稱超級電容器。

超級電容器的功率密度高但能量密度低,而蓄電池則功率密度低但能量密度高,中大團隊於是合併兩者形成混合型「電容蓄電池」。

汪教授表示:「我們的碳鐵氧化物超級電容器,達到史無前例的高效益。」這個超級電容器大大提高了可儲存和傳輸的電量,利用過渡金屬氧化物的氧化還原反應,讓電子可以來回移動,結合了正負極的電雙層。

過程使用了石墨烯,增加超級電容器的表面面積。這種原子層具有最高的表面能量,更大的面積代表更高的儲電量。研究結果去年在Nano Energy期刊發表。

汪教授形容研究成果令人振奮,發表論文帶來學術滿足感,但更重要的是可為社會帶來可再生能源:「這種低碳足跡的能源,取之不盡用之不竭,可以拯救環境,讓我們呼吸更好的空氣。」

身為工程學院院長,汪教授管理學院的同時,每月與其他四間院校教授開會,統籌整個綠色能源項目,確保各方協同合作而非各行其是。

汪正平教授及盧怡君教授

他讚揚中大機械與自動化工程學系盧怡君教授取得的另一突破,開發出高能量密度的陰極液流電池。

盧教授成功實現更高的電池容積量,高達294 Ah L-1,即全釩液流陰極的五倍,是目前最好的成熟液流電池技術。

盧教授的研究團隊將硫液流陰極與鋰陽極結合,實現鋰液流電池能量密度高達645 Wh L-1,達到全球文獻記錄中最高的鋰液流電池能量密度之一。

盧教授研究團隊開發高能量密度的陰極液流電池

這項研究成果去年發表於Nature Communications。最近盧教授更結合液相碘化鋰和固相硫流陰極,達至目前最高陰極容量──550 Ah L-1,研究在今年年初刊登於Advanced Energy Materials。盧教授計劃最終將技術應用於電動車。

「研究成果已在行內引起注意,有公司主動接觸洽談合作。」盧教授說。技術已取得專利權,汽車業正翹首盼望得到技術使用許可。

「盧教授的成就相等於在能源版圖插上香港的旗幟。」汪教授說。他認為項目能獲得大力支持,有賴全體三十名教職員,當中四分三來自中大。

倘中英文版本出現歧義,概以英文版本為準。

 

 

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汪正平 工程學院 能源 可再生能源 可持續發展 院長 電子工程學系 趙鈮 盧怡君 機械與自動化工程學系 機械與自動化工程 智能化太陽能 教授