致力研究透過人工光合作用結(jié)合半導(dǎo)體物料將水分解成氫氣和氧氣，從而實(shí)現(xiàn)氫氣成為完全潔凈能源的香港城市大學(xué)（香港城大）能源及環(huán)境學(xué)院副教授吳永豪博士，憑卓越研究成果，榮獲2019年亞太經(jīng)合組織（APEC）「科學(xué)創(chuàng)新、研究及教育獎(jiǎng)」（ASPIRE Prize）。

該獎(jiǎng)項(xiàng)每年授予區(qū)內(nèi)一位年輕科學(xué)家，由各APEC成員經(jīng)濟(jì)體提名。今年主題為「自然實(shí)驗(yàn)室」（Natural Laboratories），表揚(yáng)透過探索大自然或「自然實(shí)驗(yàn)室」來推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新科學(xué)研究。

于15位最后入圍的科學(xué)家中脫穎而出的吳博士，日前便前往智利，于APEC科技與創(chuàng)新政策伙伴合作機(jī)制會(huì)議期間舉行的頒獎(jiǎng)典禮上領(lǐng)獎(jiǎng)。他說︰“我深感榮幸，代表香港和香港城大獲得這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。對(duì)于我和研究團(tuán)隊(duì)來說，這是一份莫大的鼓勵(lì)，激勵(lì)著我們?cè)谧非髧?yán)謹(jǐn)?shù)目蒲械缆飞侠^續(xù)努力，期待能夠更上一層樓，也能回饋社會(huì)?！?/p>

香港特別行政區(qū)創(chuàng)新及科技局局長楊偉雄發(fā)出新聞稿祝賀說：“吳博士的專長是利用陽光將水分解成潔凈的氫，以制造可再生能源。這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)肯定了吳博士在自然科學(xué)領(lǐng)域上取得的杰出研究成就，并且嘉許他致力與其他亞太經(jīng)合組織成員經(jīng)濟(jì)體的科學(xué)家合作?！?/p>

 

吳博士一直醉心研究光電催化反應(yīng)理論，希望為可持續(xù)能源的研究發(fā)展作出貢獻(xiàn)。他解釋，“用光及半導(dǎo)體物料將水分解成氫氣和氧氣其實(shí)不是新技術(shù)，但近年全球愈來愈關(guān)注能源短缺的問題，而且化石燃料釋出的溫室氣體加劇全球暖化，不利可持續(xù)發(fā)展，大家的注意力于是投放到找尋新能源之上，成為科研界里一個(gè)熱門議題”。

他自2006年開始一直從事能產(chǎn)生光電催化作用的半導(dǎo)體復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備，研究以氧化鈦（titanium oxide）、釩酸鉍（bismuth vanadate）、氧化銅（copper oxide）等不同成分來特制粉末，并研究不同成分的粉末吸收不同波長、不同強(qiáng)度的光后將水分解成氫氣和氧氣的功率，同時(shí)深入研究如何提升效益：粉末愈“吸光”，分解水成氫氣和氧氣的功率便愈好。

光電催化的半導(dǎo)體可呈粉狀或薄膜電極狀，吳博士兩種均有研究。當(dāng)中用粉狀半導(dǎo)體的話，理論上無需使用其他電源已經(jīng)可以啟動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，“只需要結(jié)合光已經(jīng)可以將水分解成氫氣和氧氣，更加環(huán)保，不過產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)難度就更高?！?/p>

 

吳博士選擇專注此技術(shù)的基礎(chǔ)研究，包括如何應(yīng)用光電催化方式提高太陽能轉(zhuǎn)換效率，因?yàn)椤耙让靼妆澈蟮脑?，技術(shù)有理論基礎(chǔ)，在日后的應(yīng)用上才會(huì)有所突破”。日本的相關(guān)技術(shù)目前已經(jīng)可以將光能的10%轉(zhuǎn)化為氫氣，而且有汽車制造商研發(fā)出用氫氣發(fā)動(dòng)的車，不過吳博士指出，現(xiàn)時(shí)這些車用的氫氣仍然主要靠用煤炭為能源的外力分解及收集。他說︰“如果只結(jié)合陽光及半導(dǎo)體粉末就成功將水分解成氫氣和氧氣，理論上以后為這些氫氣發(fā)動(dòng)的車加水就等同‘入油’了，連氫氣樽也不用更換?！?/p>

 

日本是將水分解成氫氣和氧氣技術(shù)的發(fā)源地。1972年，日本科學(xué)家本多健一（Kenichi Honda ）和藤嶋昭（Akira Fujishima）首次發(fā)表利用二氧化鈦的光電特性分解水而制造氫氣，啟發(fā)大量后來者包括吳博士的研究。吳博士于2009年在日本大阪大學(xué)太陽能化學(xué)研究所博士畢業(yè)，2013年更因在光電催化領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，榮獲日本權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)日本電氣化學(xué)會(huì)頒發(fā)以本多健一和藤嶋昭命名的獎(jiǎng)項(xiàng)Honda-Fujishima Prize。作為首位非日籍得獎(jiǎng)人，吳博士坦言很榮幸能夠在所屬的研究范疇得獎(jiǎng)：“這對(duì)我非常有意義，是很大的認(rèn)同?！?/p>

今次再下一城獲頒發(fā)ASPIRE獎(jiǎng)項(xiàng)，吳博士謙稱個(gè)人背景剛好符合其中一個(gè)條件要求︰曾與來自其他亞太經(jīng)合組織成員經(jīng)濟(jì)體的科學(xué)家合作。吳博士本身是馬來西亞華裔，于日本取得博士資格后師從美國圣母大學(xué)的Prashant Kamat 教授，2011年獲澳洲研究理事會(huì)頒發(fā)的博士后獎(jiǎng)學(xué)金，加入該會(huì)由Rose Amal教授領(lǐng)導(dǎo)的功能材料研究中心，曾與新加坡、美國、德國、韓國、日本和內(nèi)地的科學(xué)家合作。

2018年吳博士加入香港城大，他表示是被大學(xué)對(duì)研究的投入打動(dòng)，而且香港的地理位置優(yōu)越，方便他與內(nèi)地的學(xué)者和能源企業(yè)保持接觸。他希望結(jié)合不同范圍如工程學(xué)家等專才，將人工光合作用結(jié)合半導(dǎo)體物料令水分解成氫氣和氧氣的技術(shù)工業(yè)化，投入生產(chǎn)：“內(nèi)地對(duì)新能源抱持開放的態(tài)度，不論是跟學(xué)者或能源企業(yè)合作，均機(jī)遇很多?！?他亦與香港城大的學(xué)者及香港業(yè)界合作，研究凈化生活污水的同時(shí)，由有機(jī)物中提取氫氣以發(fā)電的可能，轉(zhuǎn)廢為能。

吳博士在光電催化領(lǐng)域貢獻(xiàn)良多，研究成果獲得國際認(rèn)可，于主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表相關(guān)論文130篇，研究成果9次被包括Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Journal of Materials Chemistry A和Nano Research等主流期刊選為封面文章。他的論文被引用達(dá)8100次，H-index為37，ESI Top 1%高被引論文更有11篇。他目前是歐洲科學(xué)基金會(huì)和歐洲研究院的專家學(xué)院成員，并且是Scientific Reports（Nature Publishing Group）和Frontiers in Chemistry雜志的編輯委員會(huì)成員，同時(shí)擔(dān)任主流學(xué)術(shù)刊物如Journal of the American Chemical Society及Angewandte Chemie International Edition等的審稿人。

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