大锌能源 - 携手创业延续师生传承 将柔软电池用于可穿戴电子产品
大锌能源研发出柔软可弯曲、而且极为安全的新型锌电池,应用广泛。

近年科创企业如雨后春笋,要在竞争激烈的巿场上突出重围,拥有自家研发的专利技术绝对是关键之一。香港城市大学(城大)材料科学及工程学系博士毕业生唐子杰联同他的博士导师支春义教授,于2020年成立新材料科创企业大锌能源(AmaZinc)。凭着支教授多年科研经验在背后支持,大锌能源的目标是把他们研发的柔软可弯曲、而且极为安全的新型锌电池推出巿场,以应用于智能手环、柔性传感器、智能服装等可穿戴电子产品,以至家庭光伏储能及工商业储能系统。

大锌能源最初获得城大「创意种子计划」(SEEDS)和「大学科技初创企业资助计划」(TSSSU)的资助,其后香港科技园科技创业培育计划(Incu-Tech)以及松山湖材料实验室亦分别提供129万及2,000万港元培育资金。除了在香港成立实验室,大锌能源亦在大湾区东莞巿松山湖材料实验室设点,把握大湾区高速发展的优势。目前该公司在中港两地有近20名员工,从事研发、销售和生产等环节。

得意门生将老师研究成果发扬光大

师生的传承,并不止于学院里的教与学,城大教授支春义和他的得意门生唐子杰就是例证。在材料科学及工程学系修读博士的唐子杰,博士毕业后创立新材料科创企业大锌能源,锐意将老师积累多年的研究成果发扬光大;惜才的支春义教授看到学生在创业上的决心和潜质,并肩上阵成为最强大脑,提供科研和策略上的支持。

支春义教授长期从事可穿戴能量收集和储能设备和水性电解质电池的研究,如何改良已有百多年历史的锌电池是其团队的一大研究重点。大锌能源开发的柔性电池主要分成两种:一种是可穿上身的锌电池,特性是极度柔软和安全,适用于智能服装;另一种则是锂电池,柔性虽不及锌电池,但同时兼备高能量密度,既大大延长穿戴设备的续航时间,又保证舒适度,适用于智能手表、手带等随身配带物件。

团队研发出的锌电池可穿戴在身上,适用于智能服装例如帽子。

他们引入先进物料和崭新制造方法,如加入超硬度「水凝胶」(hydrogel),令液态的电解质变成半固态,成功解决水系锌电池在封装和泄漏上的难题,使研制出来的柔性电池安全度大大提升,即使电池的能量密度高(能量密度愈高,能承载的电力就愈多),人们都能够贴身使用,而不用担心起火或爆炸。

团队研制出来的柔性电池安全度高,即使放在水里用也能点亮灯泡而不会漏电。

 

以安全性为立足点的支教授团队,亦致力为风力、太阳等可再生能源的储能电站,开发安全性和能量密度兼备的电池和系统,研制出来的储能型锌基电池,成本低廉且循环寿命长。

向往前沿科研获得巿场验证

支教授一直有个想法,就是将多年的科研成果商品化。他说︰「我们做应用研究的,都希望技术能在巿场上得到验证,而不是停留在学术论文上。」但要解决商业、资金和投产等种种问题,正如他所说,并非当老师般那么「直截了当」。这位沉静理智、从事科研多年的教授,原来很相信缘份,一直在寻找能将新技术推出巿场的有缘人。

2015年,本科修读金属材料的唐子杰,从湖南来到城大修读博士课程。在芸芸学生之中,支教授看到唐子杰的独特之处。「其他学生都埋首科研,而子杰的视野和胸怀都是蛮大的。他既有冲劲,个性又稳健,将事情交托给他,他会让你很放心。」支教授说时和蔼又带点严肃。

唐子杰的父母亲都是产品工程师,他自少对机器、工业产品就感兴趣。「读PhD时跟支老师聊过,不会走科研这条路,而是想做出实实在在、人人能用的产品。支老师也赞同我是蛮适合创业的。」唐子杰语气坚定地说。

唐子杰于2020年参加松山湖创新创业大赛时介绍他们研究团队的技术。

 

志向性格能力时机缺一不可

创业除了看志向性格能力,也讲时机。师徒二人看到柔性可穿戴电子设备的发展进入了爆发期,植入式医疗装置、可穿戴电子设备、无线射频识别技术(RFID)和智能电话等越见普及,对柔性电池的需求亦随之激增。根据一项巿场调查,2019年柔性电池巿场的产值为约4.07亿美元,到2027年估计会爆升至约31亿美元。

城大的支持,也为唐子杰创业注入强心针。「我读到PhD第三年时,先获得城大『创意种子计划』(SEEDS)20万资助,其后再得到『大学科技初创企业资助计划』(TSSSU)的支持,始能起动整个项目,毕竟我刚毕业,也实在没有那么多钱。」大锌能源亦从城大购买有关技术的专利授权,将技术应用到产品当中。

支教授的团队专攻最前沿的研究,连一根发丝般的纤维状电池也能制备出来。但两人评估过后,发现生产的配套技术未能跟上,无法将每一项技术商品化。「科研和生产区别很大,前者做出的电池只要能发挥目标的效能,就可以发表论文;但要将科研成果转化成产品,做的是上10万、甚至是100万个电池,并需保证全部都能正常使用。」要将老师累积多年的科研成果推出巿场,唐子杰直言压力不少。

实现崭新技术商品化

事实上,巿场上已有呈咭片状的柔性电池,但效能未如理想:首先,产品很薄,能量密度低,未能满足日常使用的需求;其次是产品仍不能重复和长时间弯曲,否则可能会失效或发生短路。大锌能源现时的目标,是运用已筹集的资金,先把技术做好,并确保电池在低温环境仍能正常使用。

虽然大锌能源的新型锌电池柔韧性和抗破坏性极高,被锤击、钻孔、水洗和火烧等仍能保持稳定性和安全性,成本亦相对低廉,然而「万事起头难」,唐子杰说,必须花很多时间做样品和能源方案,说服不愿冒风险的潜在客户尝试新产品。

大锌能源的新型锌电池柔韧性和抗破坏性极高,被钻孔后仍能保持稳定性和安全性,成本亦相对低廉。

 

在柔性水系锌电池方面,大锌能源已开始接到小订单,在锂电池方面则仍在完善半自动化的生产线,他们希望2021年下半年会有产品推出巿场。支春义和唐子杰两人亦师亦友互相信赖,在创业路途上延续实验室里共同做出的科研成果。

「城大不少优秀的年青老师看到香港对科技的投入,还有大湾区带来的机遇,都有自己或支持学生创业的想法。HK Tech 300正好营造了整个氛围,并创造了这种可能性。」支教授说。「倘若能有更多师生传承,对城大、对香港甚至是国家的科研发展,绝对是一件好事。」

 

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