新聞及香港科大故事
2022

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科大研發全球最耐久的氫燃料電池
香港科技大學(科大)的研究團隊研發了一款嶄新的氫燃料電池,不僅刷新了這種電池的最高耐久性記錄1,且更具成本效益,有助推動綠色能源的普及化及實現碳中和目標。
氫燃料電池利用氫及氧來發電,發電過程不會產生二氧化碳、懸浮粒子及其他有機會引致煙霧及健康問題的空氣污染物,所以一直被視為較潔淨的電能來源。雖然氫能對環境造成較少損害,亦已發展了一段時間,但始終未能大規模商業化。原因是氫燃料電池依賴電催化劑(electrocatalyst)發電。但催化劑一般由鉑製成,這種金屬不僅成本高昂,產量亦稀少。
科學家們一直努力尋找譬如鐵-氮-碳等較常見而廉價的物質作為鉑替代品,惟這些物質的催化發電效能兼耐久性均欠佳。
近日,由科大化學及生物工程學系邵敏華教授帶領的團隊,研發出一個新配方,不僅大幅降低鉑於催化劑的所需含量達八成,更刷新氫燃料電池發電耐久性的世界記錄。
雖然這款新型混合催化劑的鉑含量極低,但經過十萬次電壓循環2的加速壓力測試後,其催化效率仍維持在百分之97;而現時一般的催化劑經過了三萬次的加速壓力測試後,效率大跌逾五成。團隊的另一項測試亦顯示,氫燃料電池使用了新型混合催化劑後,即使持續運作超過200小時3,催化效果也沒有出現下降。
催化劑效能出眾,其中一個原因是它有三個不同類型的活性中心(active site) 進行催化作用,較只有一個活性中心的傳統催化劑多。由原子分散的鉑、單原子鐵,以及鉑鐵合金納米粒子所組成的新型混合催化劑,可以加快催化速度,產生的催化作用亦較鉑催化劑高出3.7倍。理論上,催化性能愈好,燃料電池所產生的功率也會愈大。

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國家主席習近平視察科大香港神經退行性疾病中心
國家主席習近平昨天在一眾中央及香港特區政府官員陪同下,視察位於科學園的香港神經退行性疾病中心。中心主任兼香港科技大學(科大)晨興生命科學教授葉玉如教授向習近平主席介紹中心的科研項目及成果,包括能及早篩查並識別阿爾茲海默症患者的簡易血液檢測方法,以及相關的幹細胞研究。
香港神經退行性疾病中心由科大牽頭於2020年成立,為世界領先的科研中心,獲香港政府InnoHK創新香港研發平台提供5億港元起始資金支持,致力推動神經退化性疾病研究及科研成果轉化。葉教授昨日親自向習近平主席介紹中心與阿爾茲海默症的相關研究,習主席對有關介紹十分感興趣,詳細瞭解研究的進展、技術優勢,以及未來的臨床應用等。
葉教授對習主席視察中心感到非常榮幸,指習主席重視香港的創科發展。她說﹕「中國估計有1,000萬阿爾茨海默症患者,是全球最高,而這個數字還會隨著人口老齡化繼續增長。可以預見,這種疾病為國家社會和經濟發展帶來重大影響。習主席對我們的研究成果表示肯定,稱讚我們的研究工作有重要意義。他勉勵我們儘快將科研成果轉化成應用,加强與内地科研合作,切實為國家和香港的健康事業做出貢獻。」
葉教授續指﹕「我們中心的研究人員對於習主席到訪感到非常榮幸,也深受鼓舞。未來會牢記習主席的殷切囑托,奮力前行,加快我們的科研轉化工作,積極參與國家建設,為社會帶來裨益。」
結束視察前,習近平主席向30多名香港科研人員和青年創業者代表發表講話,勉勵科研人員、業界及青年,特別是對香港青年的關心,體現對香港創科的重視和肯定,對香港貢獻國家科技發展的期盼。

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展現「人味」的創新設計
每一項偉大的創新發明,莫不隱含設計心思與感性,使用者也許未必察覺,但這卻是設計思維中的一個重要元素,有助孕育無數以人為本的創新方案。科大的綜合系統與設計學部(ISD)以培育新一代創新人才為目標,透過專題研習形式,啟導學生以同理心出發,善用科技回應社會需要。
自身困境推動創新
由ISD學生林思恆(Iain)創辦和擔任行政總裁的悅學教育 (Sallux Education),正正希望利用科技協助有學習困難的中、小學生突破困境。Iain兒時患有讀寫障礙及專注力失調/過度活躍症 (ADHD),掙扎向上的親身經歷,成了他創業的最大動力。
現正修讀科技領導及創業理學碩士最後一年課程的Iain說:「學習障礙令我小時候的學習生涯十分痛苦,香港傳統的教育方式要求所有學生在課室正襟危坐地聽課,每天也要應付排山倒海的習作 。」Iain現時攻讀的課程涉及創業,而成立初創公司是課程其中一項指定要求。
我希望讓老師明白SEN學生的難處和感受。
一如許多患有讀寫障礙的學生,Iain在背誦英文字母時遇上極大困難,他形容當年的學習經驗令他留下陰影,自己雖然用功,「但老師和同學都不諒解我的困境」。
學習障礙也令Iain飽受欺凌,但他並未因此心生怨憤。逆境滋養了他的同理心,驅使小伙子立志為同路人伸出援手。「我希望做點有益社會的事情,起碼讓老師知道有特殊學習需要(SEN) 的學生面對甚麼難處和內心感受。」
遊戲化課程
Iain革新教學方式,採用虛擬實境 (VR) 及「改良實境」(MR)技術,將上課過程遊戲化,大大改善了學生的學習體驗。
SEN 學生戴上耳機後,便可完全投入沉浸式虛擬學習環境,課堂專注力可以維持20分鐘以上,並在不受干擾的情況下完成習作。

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科大研究人員發現南海存在三層交替旋轉運動的「熱點」源
香港科技大學(科大)港澳海洋研究中心主任甘劍平教授研究團隊於中國南海進行海洋模擬試驗及觀測,透過地球流體動力學理論,揭秘了南海的海洋三維運動特徵。中國南海的複雜海洋環流系統決定了南海水體運動的能量轉化和物質運輸,對生物地質化學過程、碳收支、海洋生態環境健康、區域氣候變化,以及佔世界人口約22%的周邊國家和地區經濟社會的可持續發展至關重要。南海海環流本身及其動力的研究被認為是認知南海的基礎和靈魂。
在過去的幾十年,儘管全球對南海水流運動持續關注,但由於缺乏觀測資料和可靠的海洋模擬模型,及對南海環流背景上的複雜物理過程的認知,科學界對南海的三維水體運動仍然非常模糊,甚至存在誤解。
最近,科大海洋科學系講座教授甘劍平的團隊透過觀測、模擬及利用地球流體動力學理論證明了南海在表層、中層和底層分別存在的流動方向爲逆時針、順時針,和順時針方向的三層交替旋轉環流。研究也發現南海的三層旋轉環流是由「熱點」的陡峭海盆陸坡處的陸坡流組成,並非在整個海域均存在組織有序的運動結構。而陸坡流則受到季候風、黑潮入侵和獨特地形約束的共同作用,並被多尺度海洋環流過程不斷改變和調節。研究首次論述了南海環流的三維結構和物理機制,釐清了科學界一直以來對南海水體運動的誤解。基於此,甘教授團隊於早前建立了受觀測和理論驗證和約束的南海海洋環流和生物地質化學影像化WavyOcean模擬平台。甘教授說:「由於目前未能刻畫邊緣海環流的動力『熱點』,幾乎所有全球模式在同樣的時空解析度下,都無法準確模擬出南海的三層運動流結構及其相關物理過程。因此,有別於大洋環流,我們對受海底地形、海峽交換流、多尺度環流動力過程等多重強迫的全球邊緣海環流的認知和模擬比想像中更具挑戰。」。