面对日益严峻的环境问题和减少碳排放的迫切需要，可持续的清洁能源解决方案已成为应对全球能源危机的的关键因素。相比化石燃料，燃烧氢气的唯一副产品是水，因而氢气成为理想的替代能源。然而，目前储存氢气的方法，如低温液态储氢和压缩气态储氢技术，面临高成本和潜在安全问题，限制了氢气在交通工具中的普及应用。为此，香港理工大学（理大）应用生物及化学科技学系助理教授田天教授研发出具开创性的多孔材料，旨在提升氢气的储存效率和安全性，推动氢气成为未来交通工具的理想清洁能源。
由于物料的表面面积决定了氢气的储存容量，田教授的研究聚焦于开发具备扩大表面面积的金属有机框架，以在较低压的情况下提升氢气的储存量。透过精确排列金属有机框架的纳米粒子，可最大程度减少粒子之间的空隙，从而提高储存空间。这种创新方法解决了包括低温压缩技术在内等传统氢气储存的困局，并提供了一种更安全高效的替代方案。
此外，田教授还研究合成具有金属官能团的多孔物料，包括带有铜和钴的多孔氮化硼。经过改良后，这些铜氮化硼里的多孔结构，能够在可控条件下储存更多气体并促进化学反应。他更运用了红外线光谱、X 光电能谱和粉末 X 射线衍射等技术进行实验，证实这些金属多孔材料在氢气储存和二氧化碳还原方面具有良好成效。
然而，金属有机框架在商业应用上仍面临不少挑战，尤其是有机溶剂的成本较高而且产量较低，这些因素都限制了其大规模的应用。田教授认为，与传统的高压气罐相比，金属有机框架在应用上已能显著降低储存成本，并且在碳捕集、提升储氢效用即安全性方面展现相当潜力，最终推动社会实现零排放的目标。
田教授荣获理大2024年度「青年创新研究者奖」，嘉许获奖学者不仅探索知识的前沿，还考虑实际应用及其对各行各业的影响。
资料来源：Faculty of Science Newsletter (December 2024)
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