電動車及電子產品普及使用鋰電池,但其開採及銷毀過程對環境造成的負面影響備受關注。嶺南大學跨學科學院的學者及合作研究團隊近日在國際能源材料領域的頂級學術期刊《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)網上發表的最新研究,提出突破性的新型「無負極鈉電池」技術,透過改變鈉電池內的電解液鹽濃度,能減低快速充電時容易出現短路及電池壽命短的問題。此新型電池在實驗中顯示,能夠在短短數分鐘內完成充電,同時能保持安全和穩定性。
無負極鈉電池的充放電狀態示意圖。充電時鈉金屬沉積在鋁集流體上,放電時鈉回到正極。
學術界近年積極研究以「無負極鈉電池」(又稱「無儲庫鈉電池」)取代鋰電池的可能性(圖一),但其商品化的一大障礙是由於鈉金屬較「軟」,在高速充電時容易出現短路,導致電池壽命縮短,甚至有機會發生安全事故。
電荷轉移與鈉離子擴散控制條件下的鈉沉積示意圖。在電荷轉移控制條件下鈉離子(Na+)供給充足,鈉金屬在鋁集流體上沉積均勻。在擴散控制條件下鈉離子匱乏,鈉金屬沉積不均勻,導致電池短路。
由嶺大跨學科學院與清華大學、北京理工大學的學者組成研究團隊,揭示鈉電池安全問題的關鍵控制步驟,在於控制鈉離子沉積的「物理機制」⸺團隊透過適度調整鈉電池內的電解液鹽濃度,成功將鈉沉積過程由既有的「擴散控制」,轉為「電荷轉移控制」(圖二)。該方法能大幅降低電池充電過程中短路的風險,提升電池的穩定性與壽命。此外,該新型電池在完全放電時不含金屬鈉,從而減低生產與運輸的安全隱患。
實驗室測試證明,當新型「無負極鈉電池」的電解液鹽濃度提升後,其鈉離子供應更充足,令鈉沉積過程變得平穩,其承受高速充電的能力提升至大於 20 mA cm⁻²,在 10C 的快速充電下仍保持良好性能,並在數分鐘內完成充電,超越目前商用鋰電池普遍 1C 至 2C 的充電速度;在 500次循環充電後,仍保持超過七成電容量。
研究團隊指出,這項突破性發現為「無負極鈉電池」的實際應用奠定基礎,期望未來進一步將實驗模型推展至規模化應用於電動車、可再生能源儲能如風電、太陽能等,以至日常消費電子產品。
論文的共同通訊作者、嶺大跨學科學院副教授李亮亮教授。
該論文的共同通訊作者、嶺大跨學科學院副教授李亮亮教授表示:「全球社會高度依賴電動車及電子產品,但由於鋰金屬資源主要集中於少數國家,成本上升等,其開採過程亦造成土地破壞及水資源污染。團隊成功研發的新型無負極鈉電池,使用了地球資源更豐富、成本更低的鈉取代鋰,在資源與環保方面更有優勢,為全球能源轉型提供切實可行的新方案。鈉元素在地球上極為豐富,在海水中亦含有大量鈉離子,價格約為鋰的十分之一以下,有助降低電動車生產與儲能系統的成本。此外,相比鋰開採,鈉的提取過程更簡單,對環境破壞更小,有助推動更可持續的綠色經濟。」
李亮亮教授進一步表示,香港近年積極推動「碳中和」與電動車普及,本次研究亦回應了香港以至全球在能源轉型過程中的迫切需求,有潛力為市民提供更便宜的綠色出行方案,並減少對進口鋰資源的依賴。嶺大近年持續推展跨學科研究與創新項目,針對氣候變化與潔淨能源轉型等全球性挑戰提出解決方案。本次跨學科研究結合了材料科學、化學工程與機械工程的最新研究成果,與聯合國可持續發展目標中「經濟適用的清潔能源」(SDG 7)及「氣候行動」(SDG 13)互相呼應。
嶺南大學將頒授榮譽博士學位予六位來自不同領域的傑出人士,以表彰他們在其專業範疇的卓越成就,以及對社會福祉作出的重大貢獻。獲頒授榮譽博士學位的包括國際功夫巨星甄子丹、企業家兼「體操王子」李寧、著名愛國商人霍震寰、香港賽馬會主席廖長江、計算數學權威湯濤,以及當代文壇重要作家王安憶。
嶺南大學將頒授榮譽博士學位予六位傑出人士。
霍震寰獲頒榮譽工商管理學博士
霍震寰博士是著名的愛國商人,傳承父親霍英東博士的精神,成為成功的企業家。他在上世紀70年代末至80年代初,領導企業積極參與國家改革開放,業務遍及地產、建築、旅遊等多個行業。霍博士長期擔任香港中華總商會要職,並曾榮任中華全國工商業聯合會副主席,致力促進全球華商網絡合作。他曾擔任第十一至十三屆全國人大代表,積極貢獻個人識見。
霍博士長期支持國家教育公益事業,創立香港青年聯會,並與李兆基博士聯合創立「香港培華教育基金會」,助力內地人才培養。他亦是中華武術國際化的主要推手之一,早於八十年代創立亞洲武術聯合會,成功爭取將武術加入亞運,近年積極推動武術入校園。其貢獻獲香港特區政府頒授銀紫荊星章。
霍震寰博士,SBS,JP。
「體操王子」李寧同獲榮譽工商管理學博士
李寧博士是世界上傑出的運動員之一,亦是成功的企業家,為李寧品牌創立人。他在1982年第六屆世界盃體操錦標賽一人獨得6枚金牌,被譽為「體操王子」。1984年洛杉磯奧運會,他再奪得3金2銀1銅共6枚獎牌,成為該屆奧運獲得獎牌最多的運動員。
李博士於1989年退役後創立同名體育用品品牌,過去30多年致力發展集團業務,為中國體育用品行業發展作出貢獻。2025年,李寧品牌再次成為中國奧委會2025至2028年的體育服裝合作夥伴。集團亦重視青少年體育發展,贊助多項青少年賽事。
多年來,李博士透過「李寧基金」積極支持慈善活動,並為現役及退役中國運動員成立「中國運動員教育基金」,提供學習資助,並支持中國偏遠地區教育發展。
李寧博士。
廖長江獲頒榮譽法學博士
廖長江議員祖籍廣東五華,生於香港,於倫敦大學學院獲經濟學榮譽理學士及法學碩士學位,其後回港投身法律界,專注商業法、知識產權法等領域。他積極參與法律改革與公共政策討論,推動香港法治發展。
廖議員參與的公職包括全國人民代表大會、全國政協常務委員會、香港行政會議、立法會等。他於2012年當選立法會議員,在第六及第七屆立法會內擔任「班長」及多個重要委員會職務,推動多項關鍵法律修訂與經濟政策。他於1988年加入香港賽馬會,並於今年8月榮任主席。特區政府先後授予他太平紳士、銀紫荊星章、金紫荊星章及大紫荊勳章。
廖長江議員,大紫荊勳賢,GBS,JP。
數學權威湯濤獲頒榮譽理學博士
湯濤教授現為廣州南方學院校長,曾任香港浸會大學研究院院長、南方科技大學副校長等職。身為計算數學領域權威,他在偏微分方程的高階數值方法及計算流體力學的自適應網格方法方面作出重大貢獻。
湯教授曾榮獲多項國際獎項,包括1988年萊斯利·福克斯數值分析獎、2003年馮康科學計算獎、2016年國家自然科學獎二等獎等。他於2017年當選中國科學院士,2022年當選歐洲科學院士,2024年當選世界科學院士。
湯教授對數學教育充滿熱忱,即使擔任大學領導職務期間,仍堅持親自教授本科生微積分課程。他於2010年創辦《數學文化》期刊,並經常舉辦公眾講座。
湯濤教授。
作家王安憶獲頒榮譽人文學博士
王安憶教授是當代文壇最重要的作家之一,寫作生涯始於上世紀八十年代,迄今出版長篇小說17部,其中《長恨歌》榮獲第五屆茅盾文學獎,並於1999年被《亞洲周刊》評為「二十世紀中文小說一百強」。她亦創作了超過38部中篇小說及128篇短篇小說。
王教授亦是著名劇作家,尤以改編張愛玲作品聞名,代表作包括《金鎖記》、《沉香屑·第一爐香》、《色·戒》等。她曾獲2017年紐曼華語文學獎及2022年法國榮譽軍團勳章,作品被翻譯成英、法、德、日等多國語言。
王教授自2004年至2024年出任復旦大學中文系教授,曾應邀赴哈佛、耶魯、史丹福等多所世界頂尖學府講學。她與嶺南大學淵源深厚,早於2005年已應邀擔任嶺大駐校作家半年。
王安憶教授。
甄子丹同獲榮譽人文學博士
甄子丹先生是國際動作巨星、導演及監製。他成長於香港與波士頓,自幼學習多種武術,融匯東西方技法自創獨特風格,並以此革新動作電影。
甄先生以飾演葉問一角躍登國際舞台,《葉問》系列成為文化現象,弘揚詠春與中華傳統。他在荷里活為西方電影注入動作風格,提升華人演員於國際影壇的地位。他於2024年作品《誤判》身兼監製、導演及演員,展現全能電影人才華。
甄先生屢獲香港電影金像獎最佳動作設計、金馬獎等殊榮,2016年獲邀於荷里活TCL中國劇院留下手印,亦是美國影藝學院成員。他數十年來致力人道事業,2020年與妻子成立「甄愛慈善基金」,支援有需要人士。
甄子丹先生。
嶺南大學表示,頒授榮譽博士學位旨在表彰六位傑出人士在其專業領域的卓越成就,以及對社會福祉作出的重大貢獻,與大學「作育英才,服務社會」的精神高度契合。