城大四项环保创新科技获资助港币二千万,推动绿色能源新趋势

 

香港城市大学(城大)学者领导的四项研究,早前获香港环境保护署首届“低碳绿色科研基金”拨款共港币2,026万(折合约1,646万人民币),在项目数量和总资助金额均是全港大学之冠,凸显城大超卓的科研实力,以及致力开发创新科技,以协助应对碳排放等全球挑战的决心。

研究资助款项将用于分别由四位城大学者领导的团队的环境保护科研项目,涵盖“减碳”、“绿色运输”及“空气质素”共三个范畴。

钟树鸿教授:“二次活化”电动汽车废弃电池 促进社会可持续性

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香港城市大学电机工程讲座教授钟树鸿教授

电动汽车愈趋普及,随之而衍生的废弃电动汽车电池的数量亦不断增加。城大电机工程讲座教授钟树鸿教授领导的项目获拨款约港币669万(折合约543万人民币),项目旨在“二次活化”这些废弃电池,将之开发为蓄能媒体的智能功率调节器(smart power conditioner),以改善配电网的电能质量和效能,同时满足大众对电动汽车日益增长的充电需求。

钟教授说:“我们希望透过研究善用这些电池,为电动汽车充电提供更环保的解决方案,促进可持续性。”

智能功率调节器系统具有人工智能诊断框架,通过在线监控来估算电池剩余寿命和调节器主要电源组件的健康状况,并透过控制充电和放电的模式减少电子废物,从而延长电池的寿命。系统亦可减少整个配电网络的功率损耗,以及解决无源谐波滤波器(passive harmonic filter)和电容器组(capacitor bank)中功率电容器经常发生故障的问题。

陈泽强教授:开发低成本便携新型传感器 实时监测空气中有毒性有机化合物

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香港城市大学能源及环境学院院长兼大气环境讲座教授陈泽强教授

 

城大能源及环境学院院长兼大气环境讲座教授陈泽强教授领导的项目获拨款约港币569万(折合约462万人民币),将用于开发两类低成本、便携式新型传感器,用于实时监测空气中的挥发性有机化合物(volatile organic compounds)。挥发性有机化合物具有毒性,是光化学烟雾污染中形成臭氧和悬浮粒子的重要前体物(precursor)。

陈教授说:“当下光化学烟雾污染事件在香港和大湾区频繁发生。要有效控制挥发性有机化合物的排放,首先须了解它的组成、浓度及空间分布。”

他解释,使用传统仪器对挥发性有机化合物进行实时监测,不仅价格昂贵,而且涉及大量基础设施和资源消耗,阻碍监测网络的建立。他带领的项目将开发两套系统,分别是︰

1) 基于金属有机框架化合物(metal-organic framework)及光电离检测器(photoionisation detectors)和基于金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor)的低成本微型传感器;

2) 以及基于热脱附、气相色谱、光电离检测器(thermal desorption-gas chromatograph-photoionisation detector system)的高成本效益便携式检测系统。

新传感器生产成本比传统的商用挥发性有机化合物监测仪器低,安装设施和过程亦简单得多,可灵活加载于无人机等各类移动平台之上,在不同空间尺度下进行监测,有助香港通过控制挥发性有机化合物的排放而改善空气质素,实现减碳目标。

任广禹教授:研发可印刷钙钛矿太阳能电池 积极推动香港太阳能技术全球领先地位

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香港城市大学香港清洁能源研究院院长兼李兆基讲座教授(材料科学)任广禹教授

城大香港清洁能源研究院院长兼李兆基讲座教授(材料科学)任广禹教授领导的项目获拨款约港币503万(折合约409万人民币),用以开发高效率的可印刷钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells),借以加强在市区环境发展可再生能源的技术,并改善楼宇屋顶上的小型、与电网接驳的光伏系统的能源效率,并推动香港在开发太阳能技术方面的全球领先地位。

任教授的团队云集全球顶尖钙钛矿研究人员,及可印刷钙钛矿太阳能电池专家,他说:“全球超过85%的能源消耗依赖如化石燃料等不可再生能源,因此科学家有责任开发新型材料与技术,以提供高效及可持续的清洁能源。”

这项研究将透过开发合适的钙钛矿前驱体“墨水”,直接在晶硅太阳能电池(silicon solar cells)上打印制备钙钛矿薄膜,最终能制成能量转换效率比传统硅电池高30%以上的钙钛矿及晶硅串叠层电池(tandem cells),改善楼宇屋顶光伏系统的效率。团队亦将开发能用作光伏窗户的半透明钙钛矿太阳能电池,开拓光伏在纵向建筑物上的应用。

吴永豪博士:以家居自来水进行太阳能氢释放 为小型室内设施供电

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香港城市大学能源及环境学院副教授吴永豪博士

 

在开发氢能的技术中,利用太阳能和水来产生氢气是发展绿色能源的新趋势。城大能源及环境学院副教授吴永豪博士领导的研究获拨款约港币288万(折合约234万人民币),将研发一种新颖、大规模的光催化剂板(photocatalyst panel),以家居自来水进行太阳能氢释放。

研究包括将吴博士开发的铋基光催化剂粉末(bismuth-based photocatalysts powder)喷洒在不锈钢板上,成为光催化剂板。光催化剂板会由透明玻璃覆盖,让阳光照在光催化剂板上。然后只需接驳水龙头并注入水,便可形成少于一厘米的水薄层,覆盖在光催化剂板上,以产生光催化氢(photocatalytic hydrogen)。这种结合阳光和水来产生的清洁氢气可为小型室内设施供电,包括照明或便携式设备。

吴博士说:“光催化分解水是产生绿色氢能的最简单方法之一,香港作为国际大城市,也有责任赶上全球氢能发展。”

本文已于 “香港城大研创” 微信公众号发布。
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