《香港城市大学学者研发半导体净化污水》

  • 来源专题:半导体工艺技术
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2019-09-15
  • 排放,科学家致力研发可再生能源,吴永豪自研究生时期起,就投身利用太阳能分解水分,以提取氢气制造可再生能源的研究,他参考植物须利用叶绿素方能进行光合作用,想到可借此提高太阳能的转换效能。

    吴永豪利用不同材料,如取自海沙的氧化钛、氧化铜、钒酸铋等制成各种半导体,放入水中充当“叶绿素”,在光线照射下,能催化水分子分解成氢气和氧气,形成人造光合作用,收集的氢气也可用作发电。

    他指现有以分解碳化合物为主的氢燃料生产技巧,过程中会生产大量二氧化碳,导致“生产清洁能源却造成污染”;人造光合作用唯一的副产品是水,“无论是生产还是使用此方法所得的氢原料,都不会造成污染。”

    吴永豪正研究把生活废水转化为能源,因污水中含有大量有助产生氢气的有机物质。此外,该技术也能净化水质,只需2至3小时,就能把1公斤污水中的污染物降解,把水净化至符合美国排放的标准。

    该项研究获香港研究资助局资助60万元(港币,下同),并获亚太经合组织创新、研究与教育科学奖。他透露,半导体的原料成本由数元至百元不等,相信大量生产会进一步降低成本,“计划3年内把技术应用至手提电脑或手机等电子产品的燃料电池,推出市场,日后也有望用于燃料电池车。”

相关报告
  • 《香港城市大学研发治疗癌症新技术 成本降99%》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-08-19
    • 据香港《大公报》报道,近日,香港城市大学生物医学系研究团队研发出有助治疗各种癌症的新技术,用人体内的红血球制造出大量的胞外囊泡,作为运输治疗癌症药物的载体,成效达八成,成本及治疗费用仅是旧技术的1%。研究团队已在老鼠身上证明该技术不产生任何副作用。 据报道,城大生物医学系助理教授黎月明表示,胞外囊泡能通过细胞之间的膜传输蛋白质及其他大型分子,有助细胞互相沟通,因此适合用作药物载体。 以往要将药物运送到癌细胞的胞外囊泡,需要严格的净化技术,不仅耗时且产量低,需要数十亿计的细胞才能提取足够的胞外囊泡。现在用超速离心技术净化红血球,仅50毫升的红血球便可产生一层厚厚的胞外囊泡。 城大生物学系助理教授史家海称,新技术采用血管内注射及肌肉注射两种疗法,将胞外囊泡连同治疗癌症的药物注射入人体,通过血液传输至发病部位,到达八成的癌细胞。 该技术可拮抗当癌症因突变而产生的抗耐药性,还可治疗白血病及地中海性贫血等非癌症疾病。过去用干细胞制造胞外囊泡时,会携带致癌基因,可能造成肿瘤的进一步扩增,但现在用红细胞制造,安全性高,因为红细胞不会携带任何遗传物质。 史家海还指出,该技术预计5年后可用于临床使用,注射1次的费用是3000元港币,是旧方法的1%。团队现在正进一步研究红血球胞外囊泡的特性和改造,以令传输癌症药物的基因治疗更加完善。
  • 《香港城市大学开发高性能MXene电极 助力发展新一代强力电池》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-11-24
    • 作为快速储能材料,二维MXene被视为能源领域的一颗新星。然而,此类材料的电压输出不稳定,使其应用受影响。据外媒报道,由香港城市大学(CityU)的科学家领导的研究团队利用高压扫描策略,开发了一种类电池电化学Nb2CTx MXene电极,具有稳定的电压输出和高能量密度。这些最新发现将有助于开发下一代强力电池。 MXene是一个二维纳米材料大家族,近十年来一直是储能领域二维材料的研究热点。这种材料拥有优异的电导率和较大的表面积,因此表面氧化还原速度快、储能效率高。然而,以往报告的MXene电极均缺乏明显的放电电压平台,在放电时输出电压会迅速下降。这会影响MXene的能量密度及其在所需高压区域能量输出的稳定性,从而导致能量密度有限,通常小于100Wh kg-1。 为克服能量输出不稳定的问题,该研究团队研发了电池型Nb2CTx MXene电极。该团队将电压窗口从2.0V调节到 2.4V,结果显示Nb2CTx MXene电极具有完全不同的电化学特性。在高达2.4V的高压扫描下,Nb2CTx MXene电极表现出典型的类电池特征,不同于其低压特征,以及以往报告的其他MXene系统。 使用高压扫描策略时表现出卓越性能 研究人员发现,在高压扫描下,Nb2CTx/Zn电池表现出优异的倍率性能,持久循环性能和高能量密度。更重要的是,研究人员成功地为MXene配备了平坦稳定的1.55V放电平台,从而提高能量密度,使其达到创纪录水平(146.7 Wh kg-1)。这是目前MXene水性电极中最高的,其中63%来自平台区域。这打破了MXene设备的性能瓶颈。 研究负责人Zhi教授表示:“缺乏明显的电压平台,会影响MXene电极的容量和能量密度,限制其发展成为高性能电池的潜力。此项研究概述了一种有效途径,通过高压扫描方法,获得具有独特放电电压平台的高能量密度MXene电极。这极大地提高了MXene电极的电化学性能。” Zhi教授认为,这一发现将激励更多的研究人员探索MXene家族中尚未发现的电化学性能。“二维MXene的表面氧化还原速度快,储能速度快,储能性能突出。随着电压输出变得稳定,以及能量密度大大增强,基于MXene的储能设备,离实际应用的目标又近了一步。”