探索潔淨新能源之旅 香港城大學者獲亞太經(jīng)合組織獎項嘉許
致力研究透過人工光合作用結合半導體物料將水分解成氫氣和氧氣，從而實現(xiàn)氫氣成為完全潔淨能源的香港城市大學（香港城大）能源及環(huán)境學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）「科學創(chuàng)新、研究及教育獎」（ASPIRE Prize）。
該獎項每年授予區(qū)內(nèi)一位年輕科學家，由各APEC成員經(jīng)濟體提名。今年主題為「自然實驗室」（Natural Laboratories），表揚透過探索大自然或「自然實驗室」來推動社會發(fā)展的創(chuàng)新科學研究。
於15位最後入圍的科學家中脫穎而出的吳博士，日前便前往智利，於APEC科技與創(chuàng)新政策伙伴合作機制會議期間舉行的頒獎典禮上領獎。他說︰“我深感榮幸，代表香港和香港城大獲得這個獎項。對於我和研究團隊來說，這是一份莫大的鼓勵，激勵著我們在追求嚴謹?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?！?/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淨的氫，以制造可再生能源。這個獎項肯定了吳博士在自然科學領域上取得的傑出研究成就，並且嘉許他致力與其他亞太經(jīng)合組織成員經(jīng)濟體的科學家合作?！?/p>
吳博士一直醉心研究光電催化反應理論，希望為可持續(xù)能源的研究發(fā)展作出貢獻。他解釋，“用光及半導體物料將水分解成氫氣和氧氣其實不是新技術，但近年全球愈來愈關注能源短缺的問題，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，大家的注意力於是投放到找尋新能源之上，成為科研界裡一個熱門議題”。
他自2006年開始一直從事能產(chǎn)生光電催化作用的半導體復合材料的設計與制備，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，並研究不同成分的粉末吸收不同波長、不同強度的光後將水分解成氫氣和氧氣的功率，同時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。
光電催化的半導體可呈粉狀或薄膜電極狀，吳博士兩種均有研究。當中用粉狀半導體的話，理論上無需使用其他電源已經(jīng)可以啟動化學反應，“只需要結合光已經(jīng)可以將水分解成氫氣和氧氣，更加環(huán)保，不過產(chǎn)業(yè)化的技術難度就更高?！?/p>
吳博士選擇專注此技術的基礎研究，包括如何應用光電催化方式提高太陽能轉(zhuǎn)換效率，因為“要先明白背後的原理，技術有理論基礎，在日後的應用上才會有所突破”。日本的相關技術目前已經(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)動的車，不過吳博士指出，現(xiàn)時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︰“如果只結合陽光及半導體粉末就成功將水分解成氫氣和氧氣，理論上以後為這些氫氣發(fā)動的車加水就等同‘入油’了，連氫氣樽也不用更換。”
日本是將水分解成氫氣和氧氣技術的發(fā)源地。1972年，日本科學家本多健一（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)大量後來者包括吳博士的研究。吳博士於2009年在日本大阪大學太陽能化學研究所博士畢業(yè)，2013年更因在光電催化領域的傑出貢獻，榮獲日本權威學術機構日本電氣化學會頒發(fā)以本多健一和藤嶋昭命名的獎項Honda-Fujishima Prize。作為首位非日籍得獎人，吳博士坦言很榮幸能夠在所屬的研究範疇得獎：“這對我非常有意義，是很大的認同?！?/p>
今次再下一城獲頒發(fā)ASPIRE獎項，吳博士謙稱個人背景剛好符合其中一個條件要求︰曾與來自其他亞太經(jīng)合組織成員經(jīng)濟體的科學家合作。吳博士本身是馬來西亞華裔，於日本取得博士資格後師從美國聖母大學的Prashant Kamat 教授，2011年獲澳洲研究理事會頒發(fā)的博士後獎學金，加入該會由Rose Amal教授領導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)地的科學家合作。
2018年吳博士加入香港城大，他表示是被大學對研究的投入打動，而且香港的地理位置優(yōu)越，方便他與內(nèi)地的學者和能源企業(yè)保持接觸。他希望結合不同範圍如工程學家等專才，將人工光合作用結合半導體物料令水分解成氫氣和氧氣的技術工業(yè)化，投入生產(chǎn)：“內(nèi)地對新能源抱持開放的態(tài)度，不論是跟學者或能源企業(yè)合作，均機遇很多?！?他亦與香港城大的學者及香港業(yè)界合作，研究淨化生活污水的同時，由有機物中提取氫氣以發(fā)電的可能，轉(zhuǎn)廢為能。
吳博士在光電催化領域貢獻良多，研究成果獲得國際認可，於主流學術期刊發(fā)表相關論文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。他目前是歐洲科學基金會和歐洲研究院的專家學院成員，並且是Scientific Reports（Nature Publishing Group）和Frontiers in Chemistry雜志的編輯委員會成員，同時擔任主流學術刊物如Journal of the American Chemical Society及Angewandte Chemie International Edition等的審稿人。