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。