科學家的故事：儲綠色能源電池
【明報專訊】全球極端天氣愈趨嚴重，各國相應地加快能源轉型的步伐，研發能夠儲存更多綠色能源的新技術。香港青年科學院創院院士、香港中文大學機械與自動化工程學系盧怡君教授(圖)分享現時主流的綠色能源儲能方法和局限，以及安全又便宜的「硫基液流電池」！
為什麼要「儲能」(Energy storage)？
全球暖化問題促使人類更多使用綠色能源，例如太陽能、風力等，代替石化燃料發電，但由於綠色能源大多受限於天氣、季節等因素，容易令供電出現間歇性問題，減低人們使用綠色能源的信心。要解決供電不穩定的問題，我們便需要「儲能」，即在有風和陽光的時候將產出所剩餘的電力儲存備用，在有需要時再輸出使用。
不同的儲能方法與局限
現時有許多儲能方法，例如興建水庫，設置蓄能水電廠，利用水電技術來儲起電能；但由於地域限制，不少地區都不宜興建水庫，所以未能普及。另一個較普遍的儲能方法是「儲能電池」，我們日常生活使用的電子產品普遍採用「鋰離子電池」；雖然它的能量密度高，壽命亦長，可以歷經很多次的充電及發電，但是由於鋰離子電池內的電解質大部分屬於易燃物質，會有自燃、爆炸等安全隱憂，一旦因為故障起火，後果不堪想像，因此也非長遠之計。相對於鋰離子電池，有科學家想到更為安全的「全釩液流電池」，但由於釩(Vanadium)的價格昂貴，導致它也難以成為新的儲能裝置。
安全便宜的硫基液流電池
為了突破現有的框框，研發既安全又低成本的儲能電池，發展大規模的綠色能源儲能系統，科學家一直尋找其他物質製造液流電池。早於10年前，盧怡君教授便研究以硫(Sulphur)元素製造「硫基液流電池」的可能，考慮到硫是自然界常見的元素，如果能用它來儲電，每度電的儲電成本可以低至全釩液流電池的一千分之一，造價相對便宜。
經過多年研究，盧教授和團隊研製一款「電荷增強型離子選擇性膜」，大大提升硫基液流電池的壽命和能量效率，使電池運作逾2000小時，比同類電池的160小時大大提高運作效能。
盧教授希望，未來將科研技術商品化，廣泛應用於日常生活，推動綠色能源發展。今年盧教授與商界合作把硫基液流電池用於電動車充電站，或家居、數據中心的後備電系統、風力和太陽能發電場等不同地方，未來更望能發展大型的儲能系統，推動綠色能源發展。
文、圖：香港青年科學院
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[常識學堂 第299期]
