氫燃料電池技術發展與大學科研角色：副校長訪談

氫燃料電池技術發展與大學科研角色：副校長訪談

全球能源轉型背景下的氫能源

在全球能源轉型浪潮中，氫能源已成為實現碳中和目標的關鍵載體。根據香港環境局《香港氣候行動藍圖2050》，本地將於2035年前停止燃煤發電，並計劃在未來十年投入超過240億港元發展清潔能源。氫燃料電池作為氫能源利用的核心技術，其發電效率可達60%以上，遠超傳統內燃機的30-40%，且唯一排放物為純水，完美契合香港高密度城市對零碳排技術的迫切需求。

香港科技園的數據顯示，本地已有17間能源科技企業開展氫燃料電池相關研發，其中8家與大學建立聯合實驗室。這種產學研協同模式正推動氫燃料電池成本從2015年的每千瓦1.2萬港元降至現今的4800港元，降幅達60%。特別是在交通領域，香港首條氫燃料電池巴士線路將於2024年在科學園試運行，預計單車每年可減少80噸碳排放。

氫燃料電池的優勢與挑戰

氫燃料電池技術具備三大核心優勢：首先是能源轉換效率卓越，聯合國開發計劃署報告指出，其整體能源鏈效率較電動車高出約15%；其次是續航能力突出，豐田Mirai車型已實現850公里單次充氫續航，完美解決電動車的里程焦慮；第三是補能速度優勢，加氫過程僅需3-5分鐘，與傳統燃油車相當。

然而技術推廣仍面臨多重挑戰：

• 基礎設施建設成本高昂，香港首座商用加氫站投資達3200萬港元
• 儲氫技術瓶頸，70MPa高壓儲氫罐材料仍需進口
• 綠氫製備成本仍達每公斤32港元，較灰氫高出40%
• 安全標準體系尚待完善，目前僅有12項相關技術規範

這些難題正需要大學科研團隊透過基礎研究尋求突破。

大學在氫燃料電池研究中的角色

大學科研團隊的研究方向與成果

香港三所主要大學在氫燃料電池領域各具特色：香港大學專注於質子交換膜材料研發，其新型複合膜使電池壽命提升至1.5萬小時；香港科技大學重點攻關催化劑技術，成功將鉑金用量降低至0.1mg/cm²；香港理工大學則專注系統集成，開發的應急電源系統已應用於廣深港高鐵西九龍站。

近三年來，本地大學在該領域取得顯著突破：

這些成果背後是年均超過1.8億港元的研究經費投入，其中政府資助佔比達65%。

科研成果轉化與產業合作

大學透過三種模式推動技術轉化：首先是專利授權，香港城市大學的雙極板塗層技術已授權給德國博世集團，產生約2000萬港元收益；其次是創立衍生企業，中文大學團隊成立的「氫動科技」已獲得A輪融资5000萬港元；最後是共建研發中心，科技大學與中石化合作成立的「綠色氫能聯合實驗室」每年研發經費達4000萬港元。

特別值得注意的是，這些合作項目為參與的學生提供了實習機會，過去兩年已有47名學生透過產學合作獲得全職聘書。產業界反饋顯示，大學畢業生在系統集成和故障診斷方面表現突出，但需加強對商業模式和成本控制的理解。

專訪大學副校長：氫燃料電池研究的戰略意義

副校長對氫燃料電池發展的看法

在接受專訪時，一位不具名的大學副校長強調：「氫燃料電池不僅是能源技術革命，更是香港實現《香港氣候行動藍圖2050》的關鍵支撐。我們需要從三個維度布局：基礎材料創新、系統工程優化、標準體系建設。」該副校長透露，其所在大學已將氫能技術列為重點發展領域，每年投入相關研究的資金佔工程學部總預算的18%。

關於與科研投入的關係，該負責人表示：「雖然大學副校長人工在香港高等教育界屬於較高層級，但更重要的是如何將資源轉化為科研動力。我們通過績效考核改革，將科研成果轉化率納入院系評估指標，促使教授團隊更注重技術的實用性。」據了解，香港大學副校長級別年薪約在350-500萬港元區間，其中30%與科研績效掛鉤。

大學對氫燃料電池研究的投入與支持

大學對氫燃料電池研究的支持體現在多個層面：在硬件方面，香港科技大學新建的「能源系統實驗大樓」佔地8000平方米，配備價值1.2億港元的測試設備；在人才引進方面，透過「全球學者計劃」引進5位國際知名專家，提供最高1500萬港元的啟動資金；在跨學科合作方面，設立「氫能交叉學科基金」，每年支持10個跨院系項目。

特別值得關注的是，大學通過調整碩士課程結構強化人才培養。新開設的「清潔能源系統」碩士課程中，氫燃料電池相關學分佔比達40%，包括「燃料電池工程」「氫能儲運技術」等核心課程。該課程還與德國亞琛工業大學建立雙學位合作，學生可獲取國際認證的工程師資格。

碩士課程在氫燃料電池人才培養中的作用

碩士課程設計緊扣產業需求，採用「理論-實踐-創新」三段式培養模式。第一學期聚焦基礎理論，包括電化學原理與熱力學分析；第二學期進入實驗環節，學生需完成200小時的燃料電池組裝測試；第三學期開展企業實習，參與實際項目開發。這種培養模式使畢業生起薪達到每月2.8萬港元，較傳統工程專業高出25%。

課程特別強調國際視野培養，每年選送15名優秀學生赴日本豐田汽車、韓國現代集團等企業進行為期三個月的實習。這些經歷使學生能夠掌握最先進的產業動態，多位畢業生已成為本地能源企業的技術骨幹。

氫燃料電池碩士課程介紹

課程設置與內容

該碩士課程採用模塊化設計，包含4個核心模塊和3個選修方向：

• 核心模塊：燃料電池原理與設計、氫能系統工程、電化學能量轉換、能源材料科學
• 選修方向：交通動力系統、固定式發電裝置、微型電源應用

每個模塊均配備48學時理論教學和32學時實驗操作，要求學生完成一個完整的燃料電池堆設計與測試。

課程最具特色的是「產業課題研究」，學生需組隊解決企業提出的實際問題。近期課題包括：

這些實踐項目使學生在畢業時已具備2-3個實際工程經驗。

師資力量與研究方向

課程師資團隊由12位專任教授和8位產業導師組成，其中包括2位國際電化學學會會士和5位IEEE高級會員。他們的專業領域覆蓋：

• 催化劑設計：陳教授團隊開發的鉑碳催化劑已實現產業化
• 系統控制：李教授的首創的模糊控制算法提升系統效率8%
• 安全評估：張教授建立的風險評估模型成為行業標準

這些教授同時承擔多項政府重大科研項目，確保教學內容始終處於技術前沿。

特別值得一提的是，課程要求所有專任教師每年至少參與一項產業合作項目，並將最新案例引入課堂。這種「研教融合」模式使課程內容更新周期縮短至18個月，遠低於傳統課程的36個月更新周期。

學生就業前景

畢業生就業數據顯示，該領域人才供不應求：

超過80%的畢業生在三個月內獲得錄用，主要雇主包括中電控股、香港中華煤氣、華為數字能源等企業。

隨著香港計劃在2025年將氫能源在總能源消費中的比例提升至0.5%，業界預測未來五年將新增800個相關職位。畢業生不僅在本地就業市場具競爭力，更受到大灣區企業青睞，深圳多家能源科技企業為香港畢業生提供額外15%的薪資補貼。

大學在氫燃料電池發展中的責任與展望

大學科研對產業發展的推動作用

大學科研正在從三個層面推動產業發展：在技術供給層面，近五年本地大學產生氫燃料電池相關專利137項，技術轉移收入達1.2億港元；在標準制定層面，大學專家參與編製的《香港氫燃料電池安全指南》已成為業界重要參考；在產業生態培育層面，透過舉辦「國際氫能創新創業大賽」，成功孵化14家初創企業。

特別是在降低成本方面，大學研發的低鉑催化劑使電池堆材料成本降低22%，氣體擴散層國產化使組件成本降低35%。這些突破直接推動香港首個兆瓦級燃料電池發電項目的落地，預計每年可減少碳排放3500噸。

人才培養的重要性與挑戰

面對產業快速發展，人才培養面臨三重挑戰：首先是師資競爭加劇，內地高校以高出40%的薪資吸引優秀學者；其次是實驗設備投入巨大，一套完整的燃料電池測試系統造價超過600萬港元；最後是課程更新速度快，需要持續引入最新技術成果。

為應對這些挑戰，大學採取多項創新舉措：建立「校企聯合實驗室」分擔設備成本，與產業界合作開發「在職碩士課程」，設立「氫能技術創新基金」支持學生創業。這些措施確保人才培養與產業發展同步，為香港建設國際氫能科技樞紐提供堅實支撐。

展望未來，隨著特區政府計劃在2024年出台《氫能發展戰略》，大學將在基礎研究、技術標準、人才培育三個維度發揮更重要作用。透過深化產學研合作，香港有望在2030年前建成完整的氫燃料電池產業鏈，為全球碳中和目標作出獨特貢獻。