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【创新及科技专题】卢怡君 王增越创立Luquos Energy 推出液流电池十年研发取代锂电池地位



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卢怡君 王增越
创立Luquos Energy
推出液流电池
十年研发取代锂电池地位

时常在新闻见到锂电池过热着火的报道,不过由手机、相机到电动车,近数十年来依然广泛使用锂电池,原因是仍未找到成本低廉且安全性高的代替品。中大机械与自动化工程学系卢怡君教授花了10年时间,致力研发液流电池,希望取代锂电池,她所带领的初创团队Luquos Energy不单获煤气公司首届「TERA-Award智慧能源创新大赛」季军,最近在中大创业大赛中更赢得冠军。卢教授及Luquos Energy首席执行官王增越(15善衡机械与自动化工程学 / 21研究院机械与自动化工程学哲学博士)接受《中大校友》专访,讲述研发背后的故事。

卢怡君教授(左)与王增越介绍研发液流电池时,十分高兴。

能源危机加上极端天气频繁出现,世界各国均日益重视使用可再生能源,不过卢教授却指出背后一大问题,「无论是太阳能还是风能,它们也没有办法稳定地提供,在没有阳光或是不刮风的日子,仍然要靠平日储起的能源。」王增越(Simon)补充,现时储能靠的是锂电池,「这些锂电池装在货柜内,但不能密集地放在一起,也不能堆迭起来,怕万一起火会有连锁反应,放置货柜的场地亦要预留安全通道,让火警时消防车能够通过,耗用了大量土地。」

10年前,卢教授开始构思不会着火的电池,「液流电池不是新鲜事,原理是以水溶液来储能,不会有火警风险,市面上早已有技术成熟的全钒(Vanadium)液流电池,问题是钒这种元素非常昂贵,成本远比锂电池高,因此未能普及使用。」于是她着手研究是否可以用较平的元素取代,结果找到了硫(Sulfur),「硫的成本很低,但有一个致命伤,就是很容易从负极跑到正极,如果不好好阻隔两边物质互传,电池不能长时间正常运作。当中的技术挑战是中间作为阻隔的物料要有很高的选择性,在阻挡硫通过的同时却允许离子通过,结果我们花了大量时间,终于研发出新一代离子交换膜(membrane),电池得以使用15至20年也毋须更换,比只有约10年寿命的锂电池优胜。」

路边咪表换上液流电池
硫基液流电池的真正优点并非电池寿命,成本低及安全性高才是卖点,卢教授说还有容易回收,「锂电池是固体,考虑到它的体积及重量,回收成本一定较液体高,而且回收时要从中抽取有用的组件,涉及的技术也较贵,液流电池装载的只是电解液,不论回收或更换电池也比锂电池简单。」她以街边咪表为例子,「有次跟负责八达通咪表的人聊起,问怎样为咪表内的锂电池充电,他们说为安全起见,不敢在大街小巷充电,每次都要拆下电池运回工场充电,牵涉高人力成本。于是我们构思将咪表转用液流电池,在咪表加上太阳能板让它自行充电,现时仍在测试阶段,希望不久将来可以落实全港使用。」

在深圳设有研发中心,主力解决量产液流电池时遇到的困难。

为了将研究成果产品化,2020年底与团队成立Luquos Energy,她说视公司如亲生宝宝,因此Luquos中Lu是她的姓氏,而quos则由水溶液(aqua)演变出来。王校友说还有公司的中文名,「它的中文名是易池新能,易字既有更换及迭代的意思,象征我们带来新一代的电池,也因为电池有正负两极,跟《易经》中太极阴阳概念相近,所以以『易』字为首。虽然电池距离商用还有一段距离,但我们有信心在2024或2025年可以作量产。特别是我们赢了TERA-Award后,获得全港最大能源供应商煤气的注资,希望我们的电池能由实验室中的小规模测试,拓展至大规模应用,我们把资金投放在深圳成立研发中心,希望能尽快克服量产困难。」

Luquos Energy获煤气公司首届「TERA-Award 智慧能源创新大赛」季军。

中大协助创业与学生奋斗
卢教授坦承创业不比研究及教学容易,「成立公司后,要短时间内向订下的里程碑(milestone)推进,确实不是易事。资金跟人才最困难,要常常见投资人,让他们了解我们在做什么,幸而公司是由中大分拆出来的,可以找到最好的学生,一起为目标奋斗。」Simon笑说成为公司首席执行官后,要考虑的事情多得很,「由财务、人事,甚至怎样跟装修师传商讨办公室的设计,跟原本做研究的工作相去甚远,无疑是个学习的好机会,只是速度要很快。期间参加各式创业比赛也一样,要跳出框框思考,评审来自不同界别,要从他们的角度出发,个人在过程中有不少成长。」

对于有志投身创科的师弟师妹,王校友认为要有心理准备,「创新从来不是容易的事,中间并不存在捷径。如果想创业,就要认清市场需求,知道客户的需要等。」卢教授也认同,「一定要对市场有很强的领悟能力,思考如何利用技术去配合,懂得将应用场景跟产品结合。不过近年特区政府对创科的支持力度十分高,中大也大力协助创业,加上香港属于大湾区的一员,有庞大的场景及资源作为后盾,有心及有创新想法的,现在确是最好的发展时机。」

王增越小档案

  • 2015年‧ 香港中文大学工程学士
  • 2020年‧Luquos Energy首席执行官
  • 2021年‧香港中文大学工程学哲学博士

《中大校友》人物专访短片:https://www.youtube.com/watch?v=8JljWZSX5uM

访问原文:《中大校友》季刊第一百一十六期.中大校友事务处 2023

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