善用海水與廢熱 綠色氫能的新突破

Unlocking Clean Fuel with Seawater and Waste Heat

科大土木及環境工程學系商啟教授(右)及科大土木及環境工程學系的博士後研究員及科大環境工程學博士畢業生Gabriela Scheibel CASSOL博士(左)研發嶄新的可持續海水製氫系統。

The system’s thermal symbiosis design allows water production and thermal management to support one another in a mutually beneficial cycle that improves overall resource utilization.

系統創新的「熱協同」設計,實現「製水」與「熱管理」兩個過程相互配合,形成協同運作機制,提升海水轉化效率。

綠色氫能被視為未來低碳社會的重要能源之一,然而製造綠氫需要消耗大量的淨化淡水。在水資源日益匱乏的今天,依靠珍貴的淡水來製造清潔燃料,難免令人質疑其可持續性。

相比之下,取之不盡的海水似乎是更理想的選擇,但海水中的鹽分也為製氫帶來不少難題,不但容易令設備腐蝕、污染及效能衰退,電解過程本身還會產生大量廢熱。

如果能同時善用海水和廢熱,會否為綠色氫能開闢一條新出路?

科大聯同美國亞利桑那州立大學及香港理工大學,於國際頂尖期刊《自然通訊》發表一項新研究,提出一套具備「熱協同」設計的系統,成功令製氫、製水及熱管理能夠相互配合。

研究團隊將滲透膜蒸餾技術與鹼性水電解技術結合,這套系統能直接利用海水,從中提取製氫所需的純化水,同時有效阻隔鹽分和其他污染物進入設備。更重要的是,系統能回收製氫過程中產生的熱量,並用於製水過程,形成循環的運作模式。

領導研究的科大土木及環境工程學系教授商啟教授表示:「發展氫能不僅需要可再生電力,也需要可持續的水資源供應。我們的研究展示了一種嶄新的方向,利用電解過程本身產生的熱量來製備系統所需的純化水,將原本需要被排走的廢熱轉化為有價值的資源。」

這種「熱協合」設計不僅提升了能源和水資源的利用效率,更展示了在同一系統上整合海水製氫、海水淡化和熱管理的可行性。

研究結果顯示,系統對主要海水成分的截留率超過99%,並在連續運作500小時後仍保持高度穩定,展現出實際應用的潛力。

商教授表示,希望這項研究能為沿海及缺水地區發展綠色氫能技術提供參考。透過把海水和廢熱兩種原本被視為挑戰的因素轉化為可用資源,此模式有望減少生產綠氫對淡水的依賴,推動氫能在全球更廣泛應用。

研究團隊成員除了商啟教授外,還包括科大環境工程學博士畢業生 Gabriela Scheibel CASSOL 博士、土木工程學博士畢業生宋英豪博士,以及亞利桑那州立大學 Paul WESTERHOFF 教授。請參閱新聞稿了解更多。

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