第十五期:2008年7月

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香港科技大學的趙天壽教授和他的小組致力研究可取代化石燃料發電的另類能源,他們的研究範圍涵蓋開發直接醇類燃料電池(DAFC)及研究氫技術。

研究小組利用研究資助局的撥款,成功開發多項相關專案。

直接醇類燃料電池可將液體甲醇或乙醇的化學能源直接轉化為電力。這種簡單輕便的設計效益佳而排放量低,被視為具有競爭力的可行技術,大有潛力取代手提電子裝置應用的傳統電池。長遠來說,直接醇類燃料電池亦可再行演進,取代汽車內部的燃燒發動機。趙教授現正在科大實驗室繼續推展直接醇類燃料電池的造型、設計、製造及診斷性測試工作。他進行的多項基本研究均取得重要發現,令公眾更了解燃料電池機制,更有助改良燃料電池的性能。

趙教授透露,他試圖將直接醇類燃料電池技術商業化時遇到一些困難,其中一項挑戰是如何解決燃料交叉問題。

他解釋:「多年來研究專家都設法減低燃料交叉,與此同時保證不會損害質子導電性。現在我們證明只要在直接甲醇燃料電池加上鈀和鈀合金沉積膜,同時使用創新設計的膜電解質組合,便可大幅降低燃料交叉率和提高電池的功率密度。」

趙教授領導的研究小組最近開發了一款被動式直接甲醇燃料電池,最高功率密度冠絕歷來公開發表文獻的記錄。這類燃料電池如安裝在玩具車,可持續運行約20小時。

小組在研究能源轉化技術的過程中,成功開發了多種環保氫發電技巧。他們發現直接甲醇燃料電池會自然產生氫,據此研創了一項新技巧,可在室溫下製造氫而不會排放碳類氣體。

這項關於直接甲醇燃料電池產生氫的發現促進了香港科大多項其他發明,包括啟動直接醇類燃料電池的方法、陽極至陰極甲醇交叉率計量方法,以及準確計量陽極及陰極電位的方法。

這項研究潛力巨大,趙教授感到非常鼓舞。小組的工作對可再生永續清潔能源的發展有極大的貢獻。

他說:「氫是理想的能源載體,它不會排放污染物,效率高超,但氫的生產成本昂貴,而且儲存和運輸亦困難,未來能否解決這些問題仍需拭目以待。」

「其中一個解決辦法是找尋氫成份高但較易運輸和操作的物質,甲醇和乙醇正符合條件。這些醇類燃料在室溫下呈液體狀態,儲存和運輸都比較方便。」

趙天壽教授
機械工程學系
香港科技大學
metzhao@ust.hk


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