水——簡單新穎的綠色能源

中大環境、能源及可持續發展研究所副所長余濟美教授

太陽能是極具發展潛力的綠色能源。我們能更進一步，利用陽光開發其他可再生能源嗎？

香港中文大學的余濟美教授相信答案就在手中。他研究利用化學物質如硫化鎘或簡單元素如紅磷，配合陽光將水分解並產生能量。

水分解需要適當的催化劑，產生的化學作用可將水分子分解成氫氣和氧氣，原理就像葉綠素吸收太陽光能後把水和二氧化碳合成為植物所需的養分。余教授的研究，就是以光催化劑吸收光能後加快水分解和釋出氫氣的過程。由水分子分解產生的氫氣，可以儲存起來作發電或汽車燃料之用。

氫氣中不含碳，燃燒的產物是水，不會破壞環境。相比在燃燒時會釋放溫室氣體如二氧化碳的化石燃料，氫能自然更為可取。

可以用作光催化劑的材料幾千種，二氧化鈦是其中一種，但只能在有紫外光的環境產生化學反應。余教授發現若加入半導體硫化鎘，二氧化鈦在波長較短的可見光下也能將水分解。

紅磷吸收光能後加快水分解和釋出氫氣；由水分子分解產生的氫氣，可以儲存起來作發電或汽車燃料之用。

余教授和研究團隊再發現，紅磷——磷質三種形態中最穩定和最常見的一種——也可以將水分解。磷質佔地殼總量的千分之一，蘊藏量達千億噸，開採相對容易和便宜。余教授說：「紅磷這種物料取之不盡，用之不歇，這正是其可取之處。」

將紅磷加入室溫的水中並置於陽光下，便觀察到氫氣泡的形成。余教授說：「我們是最先觀察到紅磷這個特性的研究團隊。」

以往的研究都是以複合物充當光催化劑，這是首次發現單一元素也能達到相同效果。「簡單就是美。」余教授如是說。

這個發現令余教授登上路透社「2014世界最具影響力科學家」排行榜。

目前的挑戰是擴大生產規模，由工程師應用這些研究成果，製造可持續的潔淨能源。

余教授說：「要以紅磷製造能源並達致商業規模，暫時是言之尚早。我們嘗試提出可行方向，也希望這項研究能啟發其他人。」