劍橋大學博士生阿立芬 深陷化學研究魅力

研究團隊在浮動裝置的頂部使用一層白色的紫外線吸收層來通過水分解產生氫氣。太陽光譜中其餘的光線透過設備傳輸到底部，用於蒸發水分。

他們模仿了真實的葉子，因為已經能夠融合蒸騰過程，更充分地利用了光線，獲得用於氫氣生產的水蒸氣。

阿立芬解釋，他們的研發儀器是通過光催化劑運作，一種能吸收陽光並將其轉化為能量的材料，以進行所需的化學反應。這是一個非常吸引人的領域，因為它對未來可持續能源有很大的潛力。它也不同於太陽能板。太陽能板將陽光轉化為電能，而電能並不容易儲存（高容量電池也非常昂貴）。另一方面，這項研究也可直接生產可以儲存的燃料／化學品。

研究能幫助解決水資源危機

利用太陽能單獨製造清潔燃料和清潔水的設備，可以幫助世界許多地方解決面臨的能源和水資源危機。這項研究獲得多個機構的支持，包括歐盟理事會Horizon 2020計劃、歐盟研究理事會、劍橋信託、大馬國油獎學金和溫頓物理可持續性計劃。

利用太陽能透過光催化劑（photocatalyst）生產綠色氫氣和淨水的儀器特點包括：

1. 綠氫燃料和淨水可在同時產生，且全由陽光供能
一般上，幾乎所有的水分解系統是用淨水作為原料，成本很高及供應有限。在受汙染的水源上，水分解系統的效果將大大降低。不過，阿立芬研究的這設備可以應用在海水、工業廢水上，效果跟淨水一樣。因此此設備可以漂浮在任何開放水域，如河流、湖泊、海洋，也可用在偏僻地方進行分散式能源生產。

2. 可以處理泥濁或混濁的原料
在傳統的水分解系統中，光需要穿過液體原料才能到達光催化劑，這就限制了使用混濁的原料，因為它們會阻擋大部分光線到達光催化劑。這個儀器的漂浮設計有助於避免液體原料對光線的吸收和散射，意味著光線不需要穿過液體才能到達光催化劑，克服了其他系統可能面臨的限制。

3. 可以利用整個太陽光譜
一般上，太陽能只有一小部分被用於水分解過程，主要是紫外線（佔太陽光譜的5%）和有限的可見光。不幸的是，大部分太陽能，尤其是紅外線範圍，通常被充作熱能浪費掉了。這個系統採用了創新的漂浮設計，可以利用整個太陽光譜，包括利用太陽光的熱成分（紅外線）從汙染源中蒸發水，同時紫外線驅動產生氫氣，最大限度地發揮了太陽能的潛力。

將太陽能轉換成燃料，在大馬有很好的未來

利用太陽能透過光催化劑生產綠色氫氣和淨水是阿立芬在碩士期間的研究，約花了1年又3個月完成。“會想到這個研發，是因為過去的研究都是使用淨水，而在實際環境上是很難做到的，我們就想到利用光催化劑在汙水方面汲取材料。”

這項研究困難在於試圖優化製造設備的方式，阿立芬和夥伴要考慮的事情，比如要使用多少的陽光吸收材料？或者處理這個設備，真正做到太陽吸收材料和海水或汙水之間的分離。

阿立芬對太陽能轉化成燃料和減碳的範圍有興趣。“這領域在大馬有很好的未來，因我國有充足的陽光，善用這天然資源，可以滿足能源需求。太陽能轉換成燃料或化學材質，可以直接儲存能量，不像太陽能發電板那樣需要用到電池，同時也減少碳排放。而且，只是減碳是不足夠的，我們還想要進一步捕集二氧化碳轉換成有用的產品。這是我一直在思考的事。”

阿立芬接下來的研究項目將著重在減碳、採集二氧化碳轉化成其他工業有用的化學材料。

阿立芬獲國油獎學金入讀大馬國油大學，從大學預科到化學工程學士學位。在學士時期，曾到比利時的研究型大學KU Leuven參與研究工作長達5個月，當時的研究大多與水處理有關，是大馬有用的領域，也曾在國油研究公司實習。阿立芬因成績優秀獲得國油獎學金修讀至博士班，並且成功申請到第一選擇的劍橋大學，先在英國劍橋大學賴斯納實驗室進修化學碩士，1年後在同個實驗室繼續博士學位，目前已進入博士班第二年。

未來目標：成為NanoDTC的成員

在世界頂尖大學學習，阿立芬的研究小組有不錯的資金來源，設施完善，沒有面對很大的問題，實驗室的同事都很優秀。

阿立芬提到其目標是希望可以加入劍橋大學納米材料社群NanoDTC Community成為NanoDTC的成員。“我研究的太陽能吸收器就是一種納米科技。納米科技的範圍很廣，在這社群可以接觸很多領域的人，有利尋找合作的機會。進入這社群的申請競爭激烈，目前還沒成功加入。”

要談面對的困難，他指是從化學工程轉至目前深入在化學研究的過程。“我是來自化學工程背景，化學工程涉及較多的數學，而在化學不是很用得上。起初很挑戰，要深入鑽研化學，是需要時間趕上，大量的閱讀，但我可以貢獻不同的專業。

“化學的魅力在於嘗試新事物。讀過很多文獻，知道很多事情怎麼做，一旦自己去做和有了新發現，這種感覺是很令人振奮的。”

不過，阿立芬不是從小就對化學有興趣，他在中小學時期，一直響往當醫生，但到了高中，發現自己對生物科的興趣不大，才轉向往化學工程。進入化學工程，阿立芬發現這行業潛能無限大，有很多發展機會。

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