面對日益嚴峻的環境問題和減少碳排放的迫切需要，可持續的清潔能源解決方案已成為應對全球能源危機的的關鍵因素。相比化石燃料，燃燒氫氣的唯一副產品是水，因而氫氣成為理想的替代能源。然而，目前儲存氫氣的方法，如低溫液態儲氫和壓縮氣態儲氫技術，面臨高成本和潛在安全問題，限制了氫氣在交通工具中的普及應用。為此，香港理工大學（理大）應用生物及化學科技學系助理教授田天教授研發出具開創性的多孔材料，旨在提升氫氣的儲存效率和安全性，推動氫氣成為未來交通工具的理想清潔能源。
由於物料的表面面積決定了氫氣的儲存容量，田教授的研究聚焦於開發具備擴大表面面積的金屬有機框架，以在較低壓的情況下提升氫氣的儲存量。透過精確排列金屬有機框架的納米粒子，可最大程度減少粒子之間的空隙，從而提高儲存空間。這種創新方法解決了包括低溫壓縮技術在內等傳統氫氣儲存的困局，並提供了一種更安全高效的替代方案。
此外，田教授還研究合成具有金屬官能團的多孔物料，包括帶有銅和鈷的多孔氮化硼。經過改良後，這些銅氮化硼裡的多孔結構，能夠在可控條件下儲存更多氣體並促進化學反應。他更運用了紅外線光譜、X 光電能譜和粉末 X 射線衍射等技術進行實驗，證實這些金屬多孔材料在氫氣儲存和二氧化碳還原方面具有良好成效。
然而，金屬有機框架在商業應用上仍面臨不少挑戰，尤其是有機溶劑的成本較高而且產量較低，這些因素都限制了其大規模的應用。田教授認為，與傳統的高壓氣罐相比，金屬有機框架在應用上已能顯著降低儲存成本，並且在碳捕集、提升儲氫效用即安全性方面展現相當潛力，最終推動社會實現零排放的目標。
田教授榮獲理大2024年度「青年創新研究者獎」，嘉許獲獎學者不僅探索知識的前沿，還考慮實際應用及其對各行各業的影響。
資料來源：Faculty of Science Newsletter (December 2024)
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