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

在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。

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。

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。

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。

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