【大公報(bào)訊】記者毛依文報(bào)道：香港科技大學(xué)機(jī)械與航空航天工程學(xué)系講座教授、科大能源研究院院長趙天壽結(jié)合熱流科學(xué)與電化學(xué)，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(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該理論能將酒精（乙醇）燃料電池性能提高四倍，若應(yīng)用于手機(jī)，有望將手機(jī)使用時(shí)間翻倍。

　　能源問題是本世紀(jì)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(yù)計(jì)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(jī)，因此開發(fā)高效清潔的新能源成為學(xué)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(yīng)用到手機(jī)、電腦甚至汽車等，近年已成為新能源領(lǐng)域一個(gè)研究熱點(diǎn)。過往燃料電池研究主要集中在電化學(xué)領(lǐng)域，側(cè)重研究電池材料。作為熱流科學(xué)專家，趙天壽將熱流科學(xué)與電化學(xué)結(jié)合，開創(chuàng)了全新燃料電池理論，為促進(jìn)燃料電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　趙天壽由2003年開始“燃料電池中多相能質(zhì)傳遞與化學(xué)反應(yīng)的相互作用機(jī)理”研究，他與團(tuán)隊(duì)以熱流科學(xué)與電化學(xué)教程的獨(dú)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(shí)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(shí)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(yīng)用于手機(jī) ，可使其使用時(shí)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(tuán)隊(duì)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(jì)實(shí)惠且可再生。

　　高效、清潔且經(jīng)濟(jì)的燃料電池作為解決未來能源危機(jī)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(jìn)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(jì)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(yù)計(jì)尚需七八年時(shí)間燃料電池才可進(jìn)入實(shí)際運(yùn)用層面。

　　今年亦是趙天壽第二次獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)，2012年他憑藉“多尺度多物理場耦合的復(fù)雜系統(tǒng)中流動(dòng)與傳熱質(zhì)機(jī)理”同樣獲頒國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。此外，科大化學(xué)系教授楊世和聯(lián)同北京大學(xué)及北京航空航天大學(xué)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(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。