城大研發新一代水系鋅電池,為數據中心提供更安全環保的能源儲備。(香港城市大學)
城大科研團隊早前獲第二批「產學研 1+計劃」撥款資助,致力研發新一代水系鋅基電池系統,目標於3年內建立年產能達1吉瓦時(GWh)的生產線。此項科研成果不但解決大規模能源儲存所面對的挑戰,更為未來的數據中心提供理想備用電源,提升香港及全球人工智能基礎設施的用電安全。
應對現有電池系統安全與效率挑戰
目前,鋰電池系統因高能量密度而主導市場,卻存在短路或過熱等嚴重安全風險。同時,接近九成「不間斷電源(UPS)」備用系統中的電池仍採用「鉛酸電池」,其固有的低功率密度,必須額外配置大量電池單元以滿足瞬時功率需求。 為回應業界的需求,在2020年,時任城大材料科學及工程學系支春義教授於電池安全性與效能提升方面取得重大突破,並與團隊的唐子傑博士創立「大鋅能源」,以水系鋅基電池為核心產品。
以水為基礎 比鋰電池更環保及低成本
水系鋅電池以鋅金屬為主要電極材料,並以水作為電解液,徹底消除鋰離子電池的火災與爆炸風險;而且鋅資源豐富、可回收且無毒,整個製造與回收過程比鋰電池更為環保、更低成本。
為進一步提升其性能與應用價值,團隊將優化鋅負極材料的結構與表面處理,抑制鋅枝晶的形成以延長電池壽命;正極材料表面塗抹穩定保護層,以提高電極的抗溶解能力和循環穩定性;以及研發兩層結構的複合隔膜,進一步提升電池的安全性和性能。團隊在電芯開發過程中,將同時提升碾壓塗敷、極耳電焊、極片卷繞和真空注液等關鍵製造技術,從而提升電池的一致性、機械強度、能量密度和迴圈壽命。另外,團隊將會開發三大適用於鋅基電池的嶄新系統,包括電池管理系統(BMS)、電源控制系統(PCS)和高效散熱系統,以即時監測電池狀態,確保系統運行穩定、防止過熱及提升整體的可靠程度。
為加速科研成果商業化,大鋅能源參與城大的旗艦創新創業計劃 HK Tech 300,成為計劃的天使投資初創之一;而研究團隊孵化的項目——「基於本征安全水系電池的規模儲能和備用電源開發及應用」,亦已獲得香港特別行政區政府第二批「產學研 1+計劃」資助,在校由城大材料科學及工程學系張其春教授帶領。





















