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未來·無限

簡介

GIST

主持人:香港電台公共事務組

身處世界關鍵的轉折,需要眼界和知識。
每個星期六,我們會邀請一位科學家,介紹在其研究範疇內一個正在影響世界未來發展、我們不可不知的趨勢,以專業和視野來培養具前瞻的預測與洞察力。
星期六早上,讓我們看遠一點,看到未來的無限可能。

監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩

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01/03/2025

從電動車到電動飛機

嘉賓:前香港理工大學電機工程學系教授鄭家偉

「我是鄭家偉,是前香港理工大學的教授,我現時在美國加州大學任教和從事科研。我的研究範圍是電機工程,集中於電力和電子方面。」
從事電力研究近四十年的鄭家偉教授,其中一個主力鑽研的範疇是電動車技術,他認為未來需要關注的研究趨勢,在於如何將科技延伸應用於不同的載體之上,包括太空運輸工具。 
「未來十年有哪些科技會備受矚目或更被需要?我的研究主要偏向應用型科技,而不是非常理論性的研究。我覺得未來除了電動車之外,科技還可以延伸到其他方向,包括電動船、電動飛機。另外,在機械人方面。機械人不一定是一個真正的人形機械,而是不同工作性質的機械形物體。我們主要研究如何控制它的活動,所謂的Motion Control,如何控制每一個部分,以及如何儲能並實現高速運動。我們希望機械人能長時間工作,而不是充電三十分鐘後要再充電,這樣非常不方便。另外,在能源管理方面,我希望發展再生能源,當然希望是零碳排放的再生能源。有沒有新的再生能源出現呢?所有再生能源器件是否能夠完全循環再用,而不是只用一次?另一個方向是太空科技,不同國家在太空交通工具方面競賽。未來太空科技是否有需要,大家會否有移民的計劃?此外,太空的環境研究也需要用到太空運輸工具。因此未來我也會研究如何將電子技術應用到太空運輸工具,就像之前提到的不同類型的推進器。」
從事科研的歷程既漫長又艱辛,鄭家偉教授寄語年輕科學家,要在生活和研究之間取得平衡。
「其實我從事研究了差不多三十至四十年,在電子和電機方面都有相當的經驗。年輕科學家最需要的是熱誠,熱誠是最重要的。我從十多歲開始就一直在做研究,每一分每一秒都在思考如何進行研究,甚至坐著、站著都會想下一步該怎麼做,有甚麼新技術可以應用。當然,我們同時也需要擁有良好的知識基礎,除了自己的領域之外,也要了解其他相關領域,才能有新的研究方向出現。有時有些研究想法或方向,或者突然間靈光一現,都會讓我們很開心,但接下來的研究過程卻非常辛苦。因此,研究真的是一個漫長而艱辛的過程,需要投入大量時間。如何在生活和研究之間取得平衡,這也是一個難題。我們做研究需要看得更遠一些,不僅僅考慮未來一兩年,今天的研究必須考慮到十年、二十年後的需求,思考哪些科技會更加實用,需要哪些其他科技配合才能發揮作用。
在過去三十至四十年裡,我不斷培育新的科學家和學生,讓他們在這方面進行研究。很多時候,我們希望盡量將這些技術分享給同行的科學家,讓他們更清楚我們的工作。我們不怕競爭,因為有競爭才有進步。我認為時間管理非常重要。有時一個問題想了很久都不成功,一定是有些地方需要改進,需要用新的方法或思維去解決,或者與其他同事討論。其實我的辦公室和家裡有很多時鐘,我經常看著時間。之前我每天都會衡量時間,現在我甚至每小時、每分鐘都在衡量時間,思考如何更好地利用它。其實每分每秒都非常重要,如何處理時間,如何讓我們的科研做得更好,這是非常重要的。」

01/03/2025 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)

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CATCHUP
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嶄新光伏產品「太陽能地磚」

主持人:香港電台公共事務組

嘉賓: 香港青年科學院院士、香港城市大學香港清潔能源研究院副院長葉軒立教授


「我是葉軒立,是香港青年科學院的院士,也是香港城市大學材料科學與工程系,以及能源與環境學院的教授,同時我亦兼任香港清潔能源研究院副院長。我研究的方向最主要是研究新型太陽能技術,希望可以促進城市內更好運用可再生能源,研究的最主要的方向是可溶液加工的半導體,可以通過印刷式方法,製造新一代的太陽能電池,以及推動其商業化和創新應用。」


太陽能其實是地球上資源最豐富的可再生能源,光伏技術是指將太陽能的光能轉化成電能的技術,現時被廣泛使用的是傳統的晶硅太陽能板,常用於天台或者地面電站發電,不過香港山多、平地少,而且高樓密集,要大規模地去發展太陽能,有一定的局限。


「我們要通過一些創新科技,配合太陽能的發展,找出適合在市區使用的光伏技術,如果可以發展出來,對香港非常重要。最近幾年,我們的團隊一直研發適合香港市區應用的光伏技術,最主要是柔性、非常薄和輕的光伏技術,我們稱它為第三代柔性太陽能電池,最主要的材料是有機半導體,這些材料是高分子材料,在彎曲情況下,不會影響發電性能,同時可以用溶液加工,用一個捲對捲像列印報紙的方法,就可以大規模生產。 這些柔性的光伏不僅輕,亦可以造成不同的形狀和不同尺寸,甚至可以半透明、顏色可調,同時兼具發電及隔熱多功能集成的優勢。 剛才提及,我們可以用大面積如像列印報紙般,捲對捲加工的方法來製造,所以我們可以將它的價錢變得很便宜。 如果我們可以將它應用在建築物上,可以用來造一個窗簾,一個會發電的窗簾。無論新的建築物,或是舊的建築物,我們都可以安裝得到。它不單可以發電,亦可以有隔熱的功能,即是除了產能以外,亦可以達至節能的效果。」


未來科學家除了會繼續研究如何將光伏技術的效率提高,將電池壽命延長和降低成本之外,亦會推動將太陽能板同大廈牆身,以至地面路磚相結合。


「現在有一個很新的技術,叫鈣鈦礦太陽能電池,它可以用溶液去加工,最主要的好處就是它的效率已經和第一代的晶硅太陽能電池相媲美,甚至有機會把效率進一步提高。香港城市大學其實也針對這方面有進行研究,我們跟政府有很多項目在進行,未來一至兩年,我們希望在香港做到自己的太陽能技術,可以在香港應用。 現在有一個新的趨勢名為光伏建築一體化,英文是”Building Integrated PV Technology (BIPV Technology)”,這對香港來說很有用,因為香港有很多高樓大廈,如果我們可以將光伏技術和大廈本身集成,我們就可以利用大廈的垂直面發電,可以大大提高這些太陽能的應用。除了剛才提到的BIPV,亦有一些新的技術,例如如何將太陽能板和路磚結合起來,我們甚至可以行在上面,人可以行,單車也可以行,我們可以利用道路去造成太陽能發電。 現在香港政府亦在推動另一種技術叫做Floating PV,即是可以在水面上浮動的太陽能板,考慮到香港其實有很多水資源,如果我們可以在水塘的表面,或者在近海位置安裝太陽能板,我們可以解決缺少地面面積的問題。 最後就是智能光伏系統,亦是未來一個很大的趨勢。 如何結合現在比較熱門的物聯網、人工智能,達至實時監察,或者優化整個太陽能系統的運行,最好地利用到它的效率,這也是未來我們要集中研究的一個方向。」

香港電台第一台

24/08/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)