【大公報訊】記者毛依文報道：香港科技大學機械與航空航天工程學系講座教授、科大能源研究院院長趙天壽結(jié)合熱流科學與電化學，為燃料電池開發(fā)構(gòu)建了全新理論框架，獲國家自然科學獎二等獎。該理論能將酒精（乙醇）燃料電池性能提高四倍，若應用于手機，有望將手機使用時間翻倍。

　　能源問題是本世紀最具挑戰(zhàn)性問題之一，數(shù)據(jù)顯示目前全球每年電能消耗量約為14TW（太瓦），這一數(shù)字預計2050年將上升到25至30TW，而目前我們使用的煤炭、石油等多為不可再生能源。不斷上升的能源消耗量與持續(xù)減少的能源儲備，使人類面臨巨大能源危機，因此開發(fā)高效清潔的新能源成為學界熱門課題。

　　創(chuàng)全新燃料電池理論

　　燃料電池作為一種高效及清潔的新能源技術(shù)，可廣泛應用到手機、電腦甚至汽車等，近年已成為新能源領域一個研究熱點。過往燃料電池研究主要集中在電化學領域，側(cè)重研究電池材料。作為熱流科學專家，趙天壽將熱流科學與電化學結(jié)合，開創(chuàng)了全新燃料電池理論，為促進燃料電池技術(shù)的進一步發(fā)展奠定了堅實基礎。

　　趙天壽由2003年開始“燃料電池中多相能質(zhì)傳遞與化學反應的相互作用機理”研究，他與團隊以熱流科學與電化學教程的獨特方式，成功建立了燃料電池新理論框架。在此理論下，他使甲醇燃料電池性能提高了六倍，乙醇燃料電池性能提高四倍。

　　短時間內(nèi)完成“充電”

　　趙教授介紹，燃料電池與傳統(tǒng)電池最大的區(qū)別在于，它不直接儲存電，而是通過注入燃料使其放電，因此可以在短時間內(nèi)完成“充電”。另外，燃料電池能量密度高，能釋放更多電能，同樣大小的燃料電池若應用于手機 ，可使其使用時間翻倍。而除去電能，燃料電池僅產(chǎn)生水和熱，十分環(huán)保。

　　那么，燃料電池需要什么燃料呢？目前趙天壽與團隊主要研製出高效的甲醇燃料電池和乙醇燃料電池，其中乙醇就是我們熟悉的酒精。依趙教授新理論框架製作出的甲醇燃料電池，性能可提高六倍，乙醇燃料電池則提高四倍。趙天壽介紹，甲醇和乙醇主要來源于生物質(zhì)，如桔梗、麥稈或甘蔗，經(jīng)濟實惠且可再生。

　　高效、清潔且經(jīng)濟的燃料電池作為解決未來能源危機一大幫手，現(xiàn)在并未被廣泛使用。趙天壽指出，他目前研製出的燃料電池釋放能量中僅3成轉(zhuǎn)化為電能，其馀70%皆變?yōu)闊�，不能被電器使用。他將在新理論框架下進一步就提高燃料電池性能、壽命及降低成本方面做研究。

　　趙天壽指出，未來將?重研究乙醇燃料電池，但挑戰(zhàn)巨大。他介紹，乙醇燃料電池研究僅有十幾年歷史，但與甲醇相比，它更清潔、經(jīng)濟且易獲取，因此是更理想的燃料。目前燃料電池尚未普及，趙教授預計尚需七八年時間燃料電池才可進入實際運用層面。

　　今年亦是趙天壽第二次獲國家自然科學獎，2012年他憑藉“多尺度多物理場耦合的復雜系統(tǒng)中流動與傳熱質(zhì)機理”同樣獲頒國家自然科學獎二等獎。此外，科大化學系教授楊世和聯(lián)同北京大學及北京航空航天大學的教授就研究過渡金屬納米材料的突破，亦獲頒2013國家自然科學獎二等獎。