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硫基液流電池:港深科研產業化聯動的儲能新成果

硫基液流電池:港深科研產業化聯動的儲能新成果

責任編輯:王錦坤 2024-09-10 16:50:47原創 來源:香港商報網

 在全球能源轉型過程中,儲能技術的瓶頸已成為制約綠色能源發展的關鍵問題,香港中文大學孵化的初創企業易池新能(Luquos Energy)通過硫基液流電池帶來了全新解決方案。在深圳的技術應用示範項目啟動現場,投資方中華煤氣公司執行董事暨首席投資總裁陳英龍稱,易池新能預計將成為能源界的獨角獸。

 實現綠色能源轉型重要突破

 液流電池被認為是大型儲能應用中最有可能取代鋰電池的技術。今年7月,在深圳市沙井的一個汽車充電站,易池新能啟動了最新科研產業化成果「硫基液流電池儲能系統」,為站內30個充電樁提供電力支援,用電高峰時段可節省近七成電費。這是全球首個應用的硫基液流電池及能源轉換系統,是香港科研成果在深圳產業化的又一典範。

 香港中文大學機械與自動化工程學系教授、易池新能聯合創始人暨首席科學家盧怡君近日接受本報專訪,她指出:「可再生能源的間歇性是客觀存在的,有太陽的時候才有太陽能,有風的時候才有風能。全球對可再生能源的利用率低於預期,就是因為我們沒有好的儲能方法,將可再生能源穩定地輸出給用戶。」

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 受訪者供圖

 現有的鋰電池因存在過熱起火的風險而受到質疑,液流電池則因其本徵安全的屬性備受關注。然而,目前最廣泛應用的全釩液流電池成本高昂,且資源有限,導致市場陷入安全與低成本不可兼得的困境。

 硫的優勢在於低成本和高能量密度,具有作為液流電池活性物質的基礎。但硫的分子很小,容易從電池的一端穿梭到電池的另一端,客觀影響了硫在液流電池領域的應用。盧怡君教授團隊在2021年研製出「電荷增強型離子選擇性膜」,有效減少多硫離子的交叉污染,提高硫化物液流電池的壽命,是全球首次有技術成功解決多硫交叉污染,形成行業突破。去年,又成功開發出大大提高反應速率及電池能量效率的分子催化劑。易池新能成功突破了關鍵技術瓶頸,將硫化物液流電池的壽命和效率大幅提升,成為現階段成本最低的電解液。

 易池新能在深圳的示範項目已經穩定運行了數月,驗證了技術的可行性。盧怡君說:「這個技術的全球性影響深遠,它標誌着綠色能源轉型的重要突破。」

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 盧怡君與硫基液流電池儲能系統模型合影。記者趙師越 攝

 初創企業善用港深資源

 在香港中文大學孵化下,盧怡君教授及其學生王增越博士於2020年成立初創企業易池新能,專注研發可大規模應用、安全且可持續的大型電網儲能技術。易池新能被國際數據科學平台StartUs Insights Discovery Platform評為2023年全球十大最值得關注的液流電池初創企業之一。並且是首屆TERA-Award大賽的銅獎得主,也是中華煤氣公司通過這一大賽投資的第一家初創企業,並發展為戰略合作夥伴。

 盧怡君是土生土長的台灣人,本科畢業於台灣清華大學材料科學工程學系,後進入麻省理工學院攻讀博士,進入電池領域的研究。談及為何選擇加入香港中文大學機械與自動化工程學系,她直言是「天時地利人和」。香港離她的家鄉台灣很近,又是學術上與世界接軌的城市,大力支持科創,並且背靠內地,有很好的產業化資源。而香港中文大學優秀的博士生和博士後,成為科研團隊和產業化輸送源源不斷的人才。

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 受訪者供圖

 易池新能總部設在離學校不遠的香港科學園,並在深圳成立分公司。依托香港的科研實力與深圳的產業供應鏈,易池新能實現了科研與產業化的緊密結合。目前盧怡君同時指導着她在港中文實驗室和易池新能兩個團隊的工作,各有側重。學校團隊專注電池材料和機理的深入研究,公司團隊則將這些科研成果轉化為實際應用。

 談到在深圳的布局,盧怡君指出,港深兩地相鄰,交流和交通都非常密切。深圳有着完善的產業供應鏈支持,聚集了多方面的工程人才,並且深圳政府對於發展新能源非常支持,是個很好的起點。

 女性科研精英凝聚團隊力量

 作為女性科研精英,盧怡君教授在科研道路上也遇到了很多優秀的女性科研榜樣,特別是她的導師們。大學期間,她跟着指導教授游萃蓉做生物傳感器方面的研究,並在游教授的鼓勵下申請MIT博士,成功被錄取並得到Yang Shao-Horn教授提供的全額獎學金。

 盧怡君的學生中,女性的比例大約佔到三至四成,「相對高於其他工程領域,這個比例相信會逐漸增加」。她認為女性學理科並沒有劣勢,「我們的理解力、邏輯能力都非常強」,並且在工程領域有自己的優勢,例如細心和洞察力,為團隊增加力量。「在我身邊的女性科研人員都對工作很認真、對問題很執着,有優秀的執行力。」

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 受訪者供圖

 盧怡君在導師身上汲取了帶領團隊的力量:「她們會引導團隊和學生去思考,如何解決問題,如何正確地做事,是我學習的榜樣。」

 隨着硫基液流電池項目從實驗室走向產業轉化,近年也增添了家庭新成員,盧怡君的工作和生活日益忙碌。談到平衡科研、創業和家庭,她的體會是「建立好團隊」。她直言:「這些工作不可能我一個人去完成,我需要一個出色的團隊,並與他們緊密合作。」

 盧怡君的團隊理念在於賦能。「比如學生,就賦予他們做研究的能力,當他們有獨立科研的能力後,就會自己主動做很多研發。」

 盼儲能技術惠及全人類

 關於公司名字「易池新能」的寓意,盧怡君解釋稱,「易」有迭代的意思,代表了團隊研發的新儲能技術。其次,電池有正負兩極,在易經裏也有太極陰陽的相似寓意。「池」就是電池儲能的技術。「易池」是希望帶動電池儲能領域的迭代更新。

 「我常常對團隊說,我們做的事情非常困難,但它是正確的,有着決定人類未來是否能夠大量使用可再生能源的重大使命,是能源變革的關鍵一步。」

 隨着當前項目的順利實施,易池新能團隊對未來的儲能技術應用有更遠大的願景。盧怡君對記者講述了自己的終極科研目標:致力於為全人類提供一種安全可靠且人人負擔得起的儲能技術。這一目標涵蓋兩個主要方面,首先是易池新能當前專注的固定式儲能技術,主要應用於非電動車領域。除此之外,盧怡君教授更大的目標,是希望液流電池技術未來也能應用於汽車領域。「這樣,就能夠在所有需要大型電池的場景中,為人類提供絕對安全的儲能解決方案。我們會堅定不移地朝着這一目標繼續前行。」

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 受訪者供圖

 下一階段,易池新能會繼續與煤氣公司子公司港華智慧能源合作,將能量密度更高、成本更低的第二代產品應用在煤氣公司香港元朗的智慧慈善農莊。 (記者  楊琪)

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