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城大研究:停課對控制疫情效用不及社交距離措施顯著

城大研究:停課對控制疫情效用不及社交距離措施顯著

城大研究:停課對控制疫情效用不及社交距離措施顯著

2021年02月21日 15:40 最後更新:16:01

分析顯示在各種非藥物干預方法中,最有效控制疫情的措施是實施社交距離。

香港城市大學的學者研究紐約市新冠疫情,發現停課對控制疫情的效用並不如實施社交距離顯著。

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張清鵬。城大圖片

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城大數據科學學院副教授張清鵬研發嶄新數學模型,檢視紐約市於去年1月至12月期間採用各種非藥物干預方法,減少在不同年齡群組和地區感染和死亡個案的成效。 研究針對的5種非藥物干預方法,包括不作任何干預、停課、全民實施社交距離、64歲及以上長者實施社交距離,以及全面封城等應變措施。 研究結果顯示,紐約市採取的控制疫情措施在2020年底令感染人數減少72%,死亡個案則減少76%。

張清鵬。城大圖片

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分析顯示在各種非藥物干預方法中,最有效控制疫情的措施是實施社交距離,包括減少乘搭公共交通時的接觸、禁止公眾聚集、在公共設施中保護長者。實施社交距離令社會上的感染及死亡個案分別減少47%及51%,而長者的感染及死亡個案同樣降低47%。研究顯示,全市停課未能有效減少死亡個案。從感染個案來看,停課也只比不作任何干預措施少4%。 研究指出採取非藥物干預的方法能夠控制疫情,並盡量減少影響社交接觸。

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張清鵬指,對抗新冠病毒大流行,須採用創新而具透明度的數據科學方法,去歸納人口組合分佈、人流及經濟活動的特性。

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此研究的通訊作者包括張張清鵬及中國科學院自動化研究所曾大軍。有關研究報告已於美國物理聯合會出版的期刊《混沌》發表。

隨着全球電動汽車(EV)市場及可再生能源的發展快速增長,產業對先進鋰電池技術的需求也日益提升。香港城市大學的科研團隊早前獲「產學研 1+計劃」撥款資助,以解決鋰離子電池的「富鋰正極材料」長期以來受電壓衰減的影響,有助推出一系列新型電極材料,為鋰離子電池帶來更高能量密度、更長壽命和降低成本。團隊計劃建立一條年產量逾千噸的生產線,料可創造逾百就業機會。

城大物理學系劉奇教授(中)領導的「開創下一代鋰離子電池的先進正極材料」項目,獲「產學研1+計劃」撥款資助。(圖片來源:香港城市大學)

城大物理學系劉奇教授(中)領導的「開創下一代鋰離子電池的先進正極材料」項目,獲「產學研1+計劃」撥款資助。(圖片來源:香港城市大學)

由城大物理學系劉奇教授領導的「開創下一代鋰電池的先進正極材料」,為第二批獲中華人民共和國香港特別行政區政府「產學研 1+計劃」(RAISe+ Scheme)資助的項目。團隊將通過計劃的撥款,於未來三年提升及完善下一代電極材料的生產線,藉以加速科研成果的商業化和增加產業應用。

鋰離子電池:全球能源轉型的基礎

鋰離子電池技術被視為全球能源轉型的基石,在智能科技和可再生能源儲存系統,包括手機電池、電動汽車市場及大型太陽能發電站等應用中,至關重要。隨着全球市場對電能需求不斷增加,預計到 2030 年鋰電池市場的規模將達至 1,500 億美元,當中涉及電極材料部分的產業將佔超過 600 億美元。

在不同的電池正極材料中,「富鋰層狀氧化物」(LLOs)因其高容量、高運作電壓,以及因原材料資源豐富而帶來的成本優勢,被廣泛認為是鋰離子電池的「終極正極材料」,並能顯著地提升鋰離子電池的運作效能。

不過,儘管富鋰層狀氧化物具有理論上的優勢,但它在電壓衰減、電容量衰減方面所面臨的挑戰,長期以來都對其商業化進程帶來阻礙。

「富鋰層狀氧化物」(LLOs)被認為是鋰離子電池的「終極正極材料」。(圖片來源:香港城市大學)

「富鋰層狀氧化物」(LLOs)被認為是鋰離子電池的「終極正極材料」。(圖片來源:香港城市大學)

解決長期存在的電壓衰減挑戰

為解決上述困難,研究團隊通過將額外的過渡金屬(transition metal, TM)融入正極材料,從而增強其蜂窩結構的穩定性,抑制了氧氣釋放、陽離子遷移和結構降解等情況,有效地解決電壓衰減的核心問題。團隊的方案為富鋰層狀氧化物帶來更高性能,亦為其商業化進程提供更堅實的基礎。

此外,團隊運用先進的「表面工程技術」來處理因材料表面降解、過渡金屬離子溶解、結構崩塌、電解腐蝕等引致的電容量衰減。團隊在煆燒過程(將固體物料加熱至高溫的處理過程)中,加入了包括碳塗層等保護劑,利用此保護層確保材料的長期穩定性,標誌着能源儲存技術的重大進步。

這項突破性科研技術曾於 2023 年的國際期刊《自然能源》(Nature Energy)上發表。在實驗室科研成果的基礎上,團隊將加速以下兩條生產線的商業化進程:

• 傳統鋰離子電池用富鋰錳基正極材料,令電池能量密度可提高超過三成及降低成本

• 固態鋰電池用富鋰錳基正極材料

城大物理學系劉奇教授(右)。(圖片來源:香港城市大學)

城大物理學系劉奇教授(右)。(圖片來源:香港城市大學)

材料生產擴展至全球

劉教授說:「研究團隊成功使正極材料—富鋰層狀氧化物,發揮真正的商業潛力。此項技術不但以更低成本提供更高的能量密度,更為電動汽車市場及能源儲存應用開闢更多可能。項目不但展示了香港在新一代能源技術方面的優勢和實力,也助力香港在全球高新科技市場佔據領先地位。」

團隊早前已成立「速方新能源科技有限公司」,並搭建了一條年產量為百噸級的生產線,致力於高性能富鋰錳基正極材料的開發與產業化發展。團隊期望在「產學研 1+計劃」的支持下,可於未來三年於東南亞或韓國等地,建立一條年產量為 1,000 噸的生產線,並預計可創造約 100 個與研究、製造和工程相關的創新就業機會。

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