城大賽馬會「循環生物經濟」創科實驗室展示科研成果 研發智能建築皮膚及環保制氫技術
香港城市大學(城大)賽馬會「循環生物經濟」創科實驗室最近在可持續發展科技領域取得重大突破。由實驗室主任及機械工程學系教授李篤中教授領導的研究團隊成功研發可於晴天降溫、雨天發電的「智能建築皮膚」,以及利用低成本銅離子實現的「全天候太陽能制氫系統」。這兩項技術不僅為城市節能與清潔能源開發開闢新路徑,更體現了實驗室將前瞻科研轉化為具體社會效益的承諾。
實驗室團隊在李教授的指導下,致力於將傳統「取用—製造—棄置」的線性經濟模式,轉化為「資源再生、循環利用」的循環生物經濟模式。李教授指出,循環生物經濟的核心在於建立閉環系統,確保資源在生產與消費的過程中能不斷循環再用。
在建築節能方面,受植物空氣草的葉片結構啟發,機械工程學系博士生曾奕鋆研發出一種名為「BRIDGE skin」的全天候仿生建築塗料。該技術賦予建築外殼——包括屋頂與外牆——能在不同的天氣條件下,利用免費的天然資源實現節能與發電的雙重功能。
在晴天,塗層能夠反射超過 95% 的陽光,並以熱輻射形式將熱量發射至太空,使表面溫度比環境溫度低達 9.5°C,顯著降低空調耗電。下雨時,雨滴撞擊塗層可產生電力,並足以驅動小型顯示屏或為無線傳感器供電。
傳統上電極與能量收集層的整合往往會削弱材料反射陽光和散熱的能力,研究團隊參考了空氣草葉片的層狀結構突破這個限制。團隊利用分層結構,由外層負責處理雨滴接觸,加速水流動並有助沖走灰塵,而內層則負責反射陽光、散熱和儲存電荷,實現物盡其用。
此外,由於塗層具備可噴塗特性,比傳統剛性發電設備更容易應用於現有建築的翻新工程,具備極高的實用價值。
另一項突破是由機械工程學系博士後研究員麥晉康博士研發的「閉環式無間斷環保制氫系統」。傳統制氫的工序高度依賴鉑等昂貴稀有金屬,成本高昂,限制了大規模生產。團隊成功研究以儲量豐富、價格穩定且便宜的銅離子取代鉑,解鎖了一種高效的動態化學反應,其效率之高,即使在智能手機閃光燈照射下也能產氫。
系統透過引入銅離子創造出自我再生循環,能持續產氫並回收化學廢料。其關鍵在於捕捉「氫化銅」中間狀態,使系統能在光照下儲存能量,並於黑暗中持續釋放氫氣,實現24小時全天候的綠色燃料生產。李教授將其比喻為「化學渦輪增壓器」,利用銅作為動力加速器,為大規模生產廉價、可擴展的清潔能源提供方案。
這兩項低成本且具備自我持續能力的技術,將有助為香港及大灣區提供潔淨能源儲備,提升應對全球能源市場不穩定因素的能力。李教授強調,實驗室致力開發關鍵技術,推動資源在高密度城市環境中的循環再生,提升環境與建築空間的效益。
李教授續指:「賽馬會『循環生物經濟』創科實驗室將繼續推動科研成果轉化,透過產學研合作建立工業聯盟,為建設低碳、循環的智慧城市貢獻城大的科研實力,從而支持國家「十五五」規劃,並助力實現《香港氣候行動藍圖2050》的碳中和目標。」
新聞界查詢:
城大傳訊及數據研究處翟梓謙(電話︰3442 6807)
實驗室團隊在李教授的指導下,致力於將傳統「取用—製造—棄置」的線性經濟模式,轉化為「資源再生、循環利用」的循環生物經濟模式。李教授指出,循環生物經濟的核心在於建立閉環系統,確保資源在生產與消費的過程中能不斷循環再用。
在建築節能方面,受植物空氣草的葉片結構啟發,機械工程學系博士生曾奕鋆研發出一種名為「BRIDGE skin」的全天候仿生建築塗料。該技術賦予建築外殼——包括屋頂與外牆——能在不同的天氣條件下,利用免費的天然資源實現節能與發電的雙重功能。
在晴天,塗層能夠反射超過 95% 的陽光,並以熱輻射形式將熱量發射至太空,使表面溫度比環境溫度低達 9.5°C,顯著降低空調耗電。下雨時,雨滴撞擊塗層可產生電力,並足以驅動小型顯示屏或為無線傳感器供電。
傳統上電極與能量收集層的整合往往會削弱材料反射陽光和散熱的能力,研究團隊參考了空氣草葉片的層狀結構突破這個限制。團隊利用分層結構,由外層負責處理雨滴接觸,加速水流動並有助沖走灰塵,而內層則負責反射陽光、散熱和儲存電荷,實現物盡其用。
此外,由於塗層具備可噴塗特性,比傳統剛性發電設備更容易應用於現有建築的翻新工程,具備極高的實用價值。
另一項突破是由機械工程學系博士後研究員麥晉康博士研發的「閉環式無間斷環保制氫系統」。傳統制氫的工序高度依賴鉑等昂貴稀有金屬,成本高昂,限制了大規模生產。團隊成功研究以儲量豐富、價格穩定且便宜的銅離子取代鉑,解鎖了一種高效的動態化學反應,其效率之高,即使在智能手機閃光燈照射下也能產氫。
系統透過引入銅離子創造出自我再生循環,能持續產氫並回收化學廢料。其關鍵在於捕捉「氫化銅」中間狀態,使系統能在光照下儲存能量,並於黑暗中持續釋放氫氣,實現24小時全天候的綠色燃料生產。李教授將其比喻為「化學渦輪增壓器」,利用銅作為動力加速器,為大規模生產廉價、可擴展的清潔能源提供方案。
這兩項低成本且具備自我持續能力的技術,將有助為香港及大灣區提供潔淨能源儲備,提升應對全球能源市場不穩定因素的能力。李教授強調,實驗室致力開發關鍵技術,推動資源在高密度城市環境中的循環再生,提升環境與建築空間的效益。
李教授續指:「賽馬會『循環生物經濟』創科實驗室將繼續推動科研成果轉化,透過產學研合作建立工業聯盟,為建設低碳、循環的智慧城市貢獻城大的科研實力,從而支持國家「十五五」規劃,並助力實現《香港氣候行動藍圖2050》的碳中和目標。」
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