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2013年4月16日
研究
創新無膜光催化燃料電池 用污水發電且淨化污水

馮美玲
香港城市大學(城大)研發出新型無膜光催化燃料電池,可利用污水發電並同時淨化污水,一舉兩得。無膜燃料電池的製造成本可降低達五成,向商業化應用邁進一大步。
 
一般電池的使用壽命短,並含有砷及鎘、鉛、水銀等重金屬的化合物,廢電池若處置不當,有毒廢料便會滲入泥土而污染環境
 
燃料電池的使用壽命較一般電池長,重金屬的含量較少,不僅可利用氫、甲烷、酒精等燃料產生電能,而且燃料耗盡後可補充注入以持續供電。這種電池可從製造、使用直到最終棄置的過程中都不排放二氧化碳,而且應用廣泛,可用於手機、家用電器、交通工具,或用住宅及工廠的供電裝置
 
現有的燃料電池未能普及,主要原因是價格偏高。為了增強其競爭力,能源及環境學院的副教授兼副院長梁國熙博士及其研究團隊研發出新型燃料電池,不但令製造成本降低,更可同時處理污水。
 
梁博士說:「現有的多種燃料電池中,質子交換膜燃料電池的優點較多——操作溫度低、啟動快、結構簡單、操作方便,但須使用一層價格頗高的特製薄膜。我們運用微流體技術製造出新型的無膜燃料電池,使成本可降低達50%。」梁博士也是城大能量研發能源研究中心主任。
 
微流體技術是基於微電子、微機械、生物工程、納米技術而發展出來的,運用這一新技術,可控制體積微小(以微升、奈升計算)的流體以進行特定的操作。
 
梁博士的團隊更進一步,為無膜燃料電池加上納米光催化劑塗層,使它在光照下發生光電化學作用而產生電能,不但可利用包含有機化合物的污水作發電燃料,還可同時淨化污水。
 
梁博士解釋說:「在光線照射下,光催化劑便會激發光活化反應,產生強氧化物,分解水中的有機污染物。我們研究了不同納米結構的光催化劑,並改進材料,現已找出安全有效的太陽光光催化劑,可去除99%的有機污染物。」這種附加光催化功能的燃料電池可用於工廠、住宅,也可裝置於政府的污水處理廠,梁博士現正申請專利權。