理大開發全球首架氨動力電動車
理大研究團隊領先全球,成功開發出首架由氨(即阿摩尼亞)推動的燃料電池電動車。這架電動車不但可達至「零碳排放」,也比一般電動車更具效益,其儲能方式亦更加安全。團隊計劃在2022年將有關技術應用到公共小巴。
電動車趨勢席捲全球,助全球多國應對氣候變化,並提升空氣質素。香港政府早前亦公布電動車普及化計劃,作為在2050年前實現碳中和的目標之一。不過,現時大部分電動車皆由鋰電池發動,鋰電池的體積龐大且難以回收,因而衍生出另一款由氫氣推動的燃料電池電動車。
氫氣是一種具有高能源效益的能量載體,作為燃料更可達至「零排放」。過去數十年,氫氣已被應用於航天及火箭項目當中,但其爆炸風險卻令人關注。
有見及此,理大電機工程學系教授、電力電子研究中心主任鄭家偉教授,利用氨(即阿摩尼亞)作為氫氣載體,從而更安全地推動電動車。
氨動力高球車 印證概念成功
經過短短三個月研究,鄭教授已成功帶領團隊研發出氨動力高爾夫球車,他表示:「這架高爾夫球車是全球第一架氨動力燃料電池電動車。」
首先,氨以液態形式儲存於瓶罐之中。電動車行駛時,液態氨經過減壓轉變成氨氣並輸送到「分解爐」,爐內裝有英國牛津大學研發的催化劑,可將其中99.9%的氨分解為氮氣和氫氣,而殘餘的氨則會被氣體純化器過濾掉。
透過以上程序,電動車便可獲取氫氣來發電。至於分解氨所得的氮氣,則會伴隨化學過程產生的水一同排走;這兩種氣體均是大氣層的主要成份,安全無害。
將氨轉化為電力的過程
研究團隊的另一核心成員、應用物理學系助理教授李孟蓉博士解釋氨的優點:「氨氣易於儲存,只需要8巴壓力就能變成液態氨,但儲存氫氣就要超過700巴壓力才行。另外, 氫氣易燃而且無味,相比之下,氨氣因較穩定及帶刺鼻氣味而更加安全, 一旦洩漏,司機亦可隨即察覺。」
鄭教授續指,電動車補充氨所需的時間,亦遠少於補充氫氣或為電池充電的時間。「因此,氨可作為更安全、更具效益的『零碳排放』汽車燃料。」
巿場上有哪些類型的電動車呢?
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下階段研究:氨動力公共交通工具
鄭教授是研發電動車及環保科技的先驅,曾帶領團隊製作出第一架由香港自主研發的電動車,以及多個高性能電動車組件。
他分享,是次創新發明是大學及業界攜手合作的成果,合作夥伴包括:牛津大學、汽車科技研發中心、 香港牛津綠色創能有限公司,以及中國動力(控股)有限公司。此項目亦獲得香港政府創新及科技基金撥款資助。
在業界支持下,鄭教授期望可於2022年10月前,將「氨動力燃料電池」應用於長途電動小巴上。
展望未來,鄭教授希望進一步研究環保能源,助推動智慧城市發展。