香港城市大学(城大)研发出新型无膜光催化燃料电池,可利用污水发电并同时净化污水,一举两得。无膜燃料电池的制造成本可降低达五成,向商业化应用迈进一大步。

一般电池的使用寿命短,并含有砷及镉、铅、水银等重金属的化合物,废电池若处置不当,有毒废料便会渗入泥土而污染环境。

燃料电池的使用寿命较一般电池长,重金属的含量较少,不仅可利用氢、甲烷、酒精等燃料产生电能,而且燃料耗尽后可补充注入以持续供电。这种电池可从制造、使用直到最终弃置的过程中都不排放二氧化碳,而且应用广泛,可用于手机、家用电器、交通工具,或用作住宅及工厂的供电装置。

现有的燃料电池未能普及,主要原因是价格偏高。为了增强其竞争力,能源及环境学院的副教授兼副院长梁国熙博士及其研究团队研发出新型燃料电池,不但令制造成本降低,更可同时处理污水。

梁博士说:“现有的多种燃料电池中,质子交换膜燃料电池的优点较多——操作温度低、启动快、结构简单、操作方便,但须使用一层价格颇高的特制薄膜。我们运用微流体技术制造出新型的无膜燃料电池,使成本可降低达50%。”梁博士也是城大能量研发能源研究中心主任。

微流体技术是基于微电子、微机械、生物工程、纳米技术而发展出来的,运用这一新技术,可控制体积微小(以微升、奈升计算)的流体以进行特定的操作。

梁博士的团队更进一步,为无膜燃料电池加上纳米光催化剂涂层,使它在光照下发生光电化学作用而产生电能,不但可利用包含有机化合物的污水作发电燃料,还可同时净化污水。

梁博士解释说:“在光线照射下,光催化剂便会激发光活化反应,产生强氧化物,分解水中的有机污染物。我们研究了不同纳米结构的光催化剂,并改进材料,现已找出安全有效的太阳光光催化剂,可去除99%的有机污染物。”这种附加光催化功能的燃料电池可用于工厂、住宅,也可装置于政府的污水处理厂,梁博士现正申请专利权。