大鋅能源 - 攜手創業延續師生傳承 將柔軟電池用於可穿戴電子產品
大鋅能源研發出柔軟可彎曲、而且極為安全的新型鋅電池,應用廣泛。

近年科創企業如雨後春筍,要在競爭激烈的巿場上突出重圍,擁有自家研發的專利技術絕對是關鍵之一。香港城市大學(城大)材料科學及工程學系博士畢業生唐子杰聯同他的博士導師支春義教授,於2020年成立新材料科創企業大鋅能源(AmaZinc)。憑著支教授多年科研經驗在背後支持,大鋅能源的目標是把他們研發的柔軟可彎曲、而且極為安全的新型鋅電池推出巿場,以應用於智能手環、柔性傳感器、智能服裝等可穿戴電子產品,以至家庭光伏儲能及工商業儲能系統。

大鋅能源最初獲得城大「創意種子計劃」(SEEDS)和「大學科技初創企業資助計劃」(TSSSU)的資助,其後香港科技園科技創業培育計劃(Incu-Tech)以及松山湖材料實驗室亦分別提供129萬及2,000萬港元培育資金。除了在香港成立實驗室,大鋅能源亦在大灣區東莞巿松山湖材料實驗室設點,把握大灣區高速發展的優勢。目前該公司在中港兩地有近20名員工,從事研發、銷售和生產等環節。

得意門生將老師研究成果發揚光大

師生的傳承,並不止於學院裡的教與學,城大教授支春義和他的得意門生唐子杰就是例證。在材料科學及工程學系修讀博士的唐子杰,博士畢業後創立新材料科創企業大鋅能源,銳意將老師積累多年的研究成果發揚光大;惜才的支春義教授看到學生在創業上的決心和潛質,並肩上陣成為最強大腦,提供科研和策略上的支援。

支春義教授長期從事可穿戴能量收集和儲能設備和水性電解質電池的研究,如何改良已有百多年歷史的鋅電池是其團隊的一大研究重點。大鋅能源開發的柔性電池主要分成兩種:一種是可穿上身的鋅電池,特性是極度柔軟和安全,適用於智能服裝;另一種則是鋰電池,柔性雖不及鋅電池,但同時兼備高能量密度,既大大延長穿戴設備的續航時間,又保證舒適度,適用於智能手錶、手帶等隨身配帶物件。

團隊研發出的鋅電池可穿戴在身上,適用於智能服裝例如帽子。

他們引入先進物料和嶄新製造方法,如加入超硬度「水凝膠」(hydrogel),令液態的電解質變成半固態,成功解決水系鋅電池在封裝和洩漏上的難題,使研製出來的柔性電池安全度大大提升,即使電池的能量密度高(能量密度愈高,能承載的電力就愈多),人們都能夠貼身使用,而不用擔心起火或爆炸。

團隊研製出來的柔性電池安全度高,即使放在水裡用也能點亮燈泡而不會漏電。

 

以安全性為立足點的支教授團隊,亦致力為風力、太陽等可再生能源的儲能電站,開發安全性和能量密度兼備的電池和系統,研製出來的儲能型鋅基電池,成本低廉且循環壽命長。

嚮往前沿科研獲得巿場驗證

支教授一直有個想法,就是將多年的科研成果商品化。他說︰「我們做應用研究的,都希望技術能在巿場上得到驗證,而不是停留在學術論文上。」但要解決商業、資金和投產等種種問題,正如他所說,並非當老師般那麼「直截了當」。這位沉靜理智、從事科研多年的教授,原來很相信緣份,一直在尋找能將新技術推出巿場的有緣人。

2015年,本科修讀金屬材料的唐子杰,從湖南來到城大修讀博士課程。在芸芸學生之中,支教授看到唐子杰的獨特之處。「其他學生都埋首科研,而子杰的視野和胸懷都是蠻大的。他既有衝勁,個性又穩健,將事情交託給他,他會讓你很放心。」支教授說時和藹又帶點嚴肅。

唐子杰的父母親都是產品工程師,他自少對機器、工業產品就感興趣。「讀PhD時跟支老師聊過,不會走科研這條路,而是想做出實實在在、人人能用的產品。支老師也贊同我是蠻適合創業的。」唐子杰語氣堅定地說。

唐子杰於2020年參加松山湖創新創業大賽時介紹他們研究團隊的技術。

 

志向性格能力時機缺一不可

創業除了看志向性格能力,也講時機。師徒二人看到柔性可穿戴電子設備的發展進入了爆發期,植入式醫療裝置、可穿戴電子設備、無線射頻識別技術(RFID)和智能電話等越見普及,對柔性電池的需求亦隨之激增。根據一項巿場調查,2019年柔性電池巿場的產值為約4.07億美元,到2027年估計會爆升至約31億美元。

城大的支持,也為唐子杰創業注入強心針。「我讀到PhD第三年時,先獲得城大『創意種子計劃』(SEEDS)20萬資助,其後再得到『大學科技初創企業資助計劃』(TSSSU)的支持,始能起動整個項目,畢竟我剛畢業,也實在沒有那麼多錢。」大鋅能源亦從城大購買有關技術的專利授權,將技術應用到產品當中。

支教授的團隊專攻最前沿的研究,連一根髮絲般的纖維狀電池也能製備出來。但兩人評估過後,發現生產的配套技術未能跟上,無法將每一項技術商品化。「科研和生產區別很大,前者做出的電池只要能發揮目標的效能,就可以發表論文;但要將科研成果轉化成產品,做的是上10萬、甚至是100萬個電池,並需保證全部都能正常使用。」要將老師累積多年的科研成果推出巿場,唐子杰直言壓力不少。

實現嶄新技術商品化

事實上,巿場上已有呈咭片狀的柔性電池,但效能未如理想:首先,產品很薄,能量密度低,未能滿足日常使用的需求;其次是產品仍不能重覆和長時間彎曲,否則可能會失效或發生短路。大鋅能源現時的目標,是運用已籌集的資金,先把技術做好,並確保電池在低温環境仍能正常使用。

雖然大鋅能源的新型鋅電池柔韌性和抗破壞性極高,被錘擊、鑽孔、水洗和火燒等仍能保持穩定性和安全性,成本亦相對低廉,然而「萬事起頭難」,唐子杰說,必須花很多時間做樣品和能源方案,說服不願冒風險的潛在客戶嘗試新產品。

大鋅能源的新型鋅電池柔韌性和抗破壞性極高,被鑽孔後仍能保持穩定性和安全性,成本亦相對低廉。

 

在柔性水系鋅電池方面,大鋅能源已開始接到小訂單,在鋰電池方面則仍在完善半自動化的生產線,他們希望2021年下半年會有產品推出巿場。支春義和唐子杰兩人亦師亦友互相信賴,在創業路途上延續實驗室裡共同做出的科研成果。

「城大不少優秀的年青老師看到香港對科技的投入,還有大灣區帶來的機遇,都有自己或支持學生創業的想法。HK Tech 300正好營造了整個氛圍,並創造了這種可能性。」支教授說。「倘若能有更多師生傳承,對城大、對香港甚至是國家的科研發展,絕對是一件好事。」

 

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