驱动未来
卢怡君以液流电池迎接可再生能源储能挑战
2025年11月19日
《走进中大》走访中大六个获选香港特区政府第二轮「产学研1+计划」（RAISe+）项目的主要研究人员，此为报道系列之五。该计划旨在促进本地大学将科研成果转化及商品化，每个获批项目可获高达一亿港元资助。连同去年在首轮获选的七个项目，中大至今共有13项研究获得资助，数目为全港院校之冠。
现今社会能源消耗日益增加，人类虽研发出不同技术增产以应付需求，不但衍生了储存问题，更带来安全隐患。中大机械与自动化工程学系教授卢怡君多年来孜孜不倦，钻研解决方案以提升电池安全，同时维持成本效益。她研发的硫基液流电池，成果屡获肯定；今年年中更获「产学研1+」（RAISe+）计划资助，产品向普及化踏出了一大步。
拒绝妥协
市场上最普遍的电池分别由锂离子和以钒为基础的液体制造，不过两者都存在隐患。锂离子电池常用于电器和电动车，成本相对低廉；但卢教授在美国麻省理工学院修读博士学位期间，曾研究锂离子电池，对它容易过热和爆炸的问题深有认识。她说：「我毕业后来到中大，希望能研发既能储起大量能量又本质安全的电池。科技安全，就是我的最终目标。」
水系液流电池的原材料为电解质水溶液，液体透过离子交换膜配合后能产生化学能源，自八十年代起已有学者研究。这款电池虽然较为安全，但现有技术多采用昂贵的元素钒为溶液基础，令大规模生产非常昂贵。硫机液流电池利用硫作为电池原料既能降低成本，又能确保安全，原则上为理想的代替品，但正负极溶液容易于电池内互混，成效因此长期受限制。
卢教授的团队研发了电荷增强型离子选择性膜（CRIS），以防止电池内的电解质溶液混合。卢教授的技术能让硫基液流电池寿命大幅度增加，不但更为耐用，也能更好控制溶液所产生的化学反应，确保使用者安全。
充电场展示潜力
卢教授深知自己的硫基液流电池拥有双重优势，于是在2020年12月与团队成员成立初创公司易池新能，以将研究成果商业化。四年过去，他们从一个只得五厘米长的原型，研发出能为电动车充电的电池。2024年7月，易池新能与香港中华煤气合作，在电动车充电站安装储能系统，供充电之用。卢教授指，中华煤气很快就看到这款电池储能系统的潜力：「我们的技术优势在于本质安全，电池由水制成，其安全性显而易见。」
双方首个合作项目为「LEAPLUG跃连」电池系统，选址深圳宝安区一个电动车充电站，在小型货柜内设置一组硫基液流电池及能源转换系统，支援充电站的充电桩。卢教授解释：「晚间电费较低，电池系统主要利用这段时间储电，日间再将电力放回充电桩。」此运作模式能节省近七成电费，商业上非常划算。教授强调，此示范项目已充分展示硫基液流电池的潜力：「深圳的项目规模虽然不是特别大，系统已实际运作超过一年，足以证明这技术可行。」
推动不同科技发展
「LEAPLUG跃连」项目初试成功，展示了硫基液流电池既安全且具成本效益，卢教授希望乘势发展，将研究推到更广泛层面。不少公用事业期望引入可再生能源，水务公司与数据中心等全天候运作的业务，既需稳定可靠的能源供应，也要找方法储能，液流电池正好符合需求。易池新能计划在三年内建立一个可用作量产的原型设计，新一笔拨款将有助推进项目发展。「我们的生产线尚未建立，要达到试产阶段，再达到符合成本效益的商品水准，还须更多研究。」
卢教授今年秋天到访德国，目睹当地对储能的海量需求：「不论是香港等都市，抑或是欧洲的偏远地区，铺满太阳能板的屋顶随处可见，而产生的电能都需要利用电池储存。」她指出，全球各地正加速转用可再生能源，液流电池若能于社会普及，无疑能推动全球不同科技的发展。
文／徐跃羚
摄／殷志成
