每日杂志‧人物志｜用常见元素拓储能蓝图 孟颖盼每颗电池成传家宝
电力早已渗透现代生活，从手机、电灯到升降机等无一不用电。在全球寻求能源转型之际，华人科学家孟颖带领团队，研发出全球首款「无阳极钠固态电池」，可更低成本、更高容量，并更快储存电力，为未来电网带来新可能性。她指出，钠等元素将是未来关键，强调电池产业要实现真正可持续发展，光靠技术不够，还需政策诱因与明确的回收责任等。对她来说，这场「能源革命」非国与国的竞赛，而是与地球的升温速度比拼。她期望，未来每颗电池不再是消耗品，而是成为可循环、值得传承的资产。
与芝加哥大学普利兹克分子工程学院教授孟颖的对话，在她早前到港主持芝大香港分校的公众讲座后展开。这位屡获国际肯定的能源科学家，与团队历经8年时间，研发出全球首款「无阳极钠固态电池」。该新型电池，移除传统的负极，将离子储存在集电器上的碱金属电化学沉积物上，提升电压、降低成本并增加能量密度，采用廉价的钠代替锂，生产过程更经济环保，其固态设计进一步提高安全性。
孟教授提到，研发「钠电池」并非为了取代「锂电池」，而是希望善用地球上未被充分利用的元素，「电池是为全人类服务的，有更多选择总是好事。人类必须寻找可持续的科技，才能完成能源转换。」她指，过去社会没把「低碳」、「可持续性」视为真正目标，「现在是钠电池最棒的机会！」
舍稀有金属 从常见元素取材
孟解释，曾与多间矿业公司，包括从非传统来源提取锂的企业，讨论资源供应的问题，「如果不扩大锂产能，短期内还能应付第一批100太瓦时（TWh）的电力需求」，但若目标是实现300太瓦时的储能，并把电池成本压至极低，应把注意力放在「岩石形成元素（rock-forming elements）」，如钠、镁、矽、钙，这些地壳中最常见、价格最便宜的元素。
她说，「我常开玩笑说，锂能让人开心（可制抗抑郁药），钠会让你高血压（吃太多盐），但想像一下，如果我们能把食盐造成电池，那会有多神奇！」
她预期，未来电动车仍由锂电池主导，但在小型移动工具与电网储能领域，钠电池具备潜力。
不过，孟教授也坦言，要让新电池技术进入低利润市场极为困难，「鸡生蛋、蛋生鸡的问题，如果没有适当的激励政策，新技术很难突破发展瓶颈。」她直指，新技术的诞生，无法单靠市场力量独立完成，更需要有政府的资助与支持。
她提到，中国政府对电动车的支持长达20年，政策一致且持续，如在2015年推出企业「白名单」，补贴名单上的公司，合资公司不在其中，属于保护主义，但与此同时实施开放的全球化政策。她举例，Tesla是唯一在中国设厂且100%外资的企业，从动工到点灯只花了168天，供应链本地化比例超过95%，「目前全球超过90%的石墨，以及70%的电池产能集中在中国，是过去数十年累积的结果。」
全球电池的平均成本已降至每千瓦时80美元以下，社会紧接向科学家提出新提问，「能否制造出100%可回收的电池？」对此，她给出肯定的答案，但提醒不能再用传统的高耗能冶金法（pyrometallurgy），「用在低价电池上会亏本，必须开发新的回收机制。」
回收路卡关 打造有价值生态
目前全球锂电池回收率约为20%至25%，孟分析，主要面对3个问题，包括使用者意识不足，「使用者没有很好地被告知废旧电池的安全风险，也不知道该怎么处理。我觉得电池或电动车的制造商应在公众教育上做得更好。」
回收责任不明确也是原因，她坦言，「业界也不确定是电池厂负责，还是品牌商负责回收！」她指，目前欧洲有较完整的规范，推行「电池护照（battery passport）」，「电池的原料来源、制作、生产和运输很重要。」
她认为另一主因是缺乏回收诱因。她强调，电池业要避免「越便宜、越没有回收价值」的情况，当中涉及到各地政府有否把「可持续性」视为价值。她指，必须为回收赋予经济和社会价值，「不能只把社会价值强加于企业或工厂，必须创造经济价值的可持续性，才能真正的『可持续』。」
孟认为，香港与新加坡有很多共通点，人口密集、土地昂贵、人工成本高，「做生产是不切实际的，但非常适合高端应用场景，比如人工智能、无人驾驶，甚至未来可能出现的飞行汽车，可以预期香港未来会拥有大量电池。」
港适合「城市采矿」循环模式
「每一颗电池都是资产，关键是如何把资产发挥到极致。」她指，香港适合做「城市采矿」（urban mining），「从各地回收废旧电池，建立迷你回收厂，提取和利用其中的金属如锂与钴。工厂可以设定在内地，但要注意运输过程会有碳排放。」
孟笑说，自己未来的梦想，希望能清楚知道每颗电池中有多少克锂、多少克钴，回收回来也要有同样的锂和钴，「这些资源就能一直用下去，成为可传承的资产。」
她强调，可持续性是高密度城市的关键价值，「香港可以多从这个方面思考，如何判断一块电池是否该退役、继续使用可能带来的安全隐患，推行电池护照并结合数位孪生（digital twin）作追踪。」她相信香港有潜力把这件事做好，打造全新的商业模式。
「我希望大家记得，全球电池竞赛不是彼此之间的竞争，真正的对手是地球的升温速度。」她强调，终极目标是实现可再生能源的储能，容量达到数十亿瓦时（GWh）。目前全球每年产能约为1太瓦时，仅完成全球能源转型的2%。她语重心长地说：「我们现在应该思考未来10年的战略与合作，而不是互相指责。」
孟说，未来1至2年将是钠电池研究的关键时期，「我们必须向社会证明，钠电池是可持续、低碳、高性价比的科技，才能吸引更多投资者去开发、支援技术的放大。」
「科学家最大的幸福是，当你做得好，可以让很多人受益。」她说，许多伟大的科学家即使在逝世多年后，仍被世人记得，因为他们为人类留下了贡献，「我希望我有机会成为这样的科学家，这就是我认为的幸福。」
多元视角研技术 相信知识是最好「产品」
孟颖的人生有许多惊喜的瞬间，有些藏在转角处，有些是她坚定走来的成果。
孟颖在中国杭州长大，其父曾任当地水电部总工程师、母亲是一名土木工程师。8岁那年，父亲送她一本《科学家的一百个故事》，书中讲述诺贝尔奖得主的故事，盼她走上科研之路。她笑说，当年不在此，向往读法律，希望从政或当外交官。
17岁那年，孟离乡到新加坡求学，并非因家境优渥，「刚好相反，是因为我们家没钱。」当时新加坡提供全额奖学金与生活津贴，积极招揽中国留学生。毕业后她须履行奖学金的承诺，在当地银行服务。她开门见山对职员说：「4年后我会辞职，攻读材料科学的博士。」对方是位数学博士，坦言自己年轻时未有追梦，主动提出帮她解除保证书。
无独有偶，当时新加坡与美国麻省理工学院（MIT）成立合作联盟，她获邀参与，在MIT逗留期间，有教授邀请她成为其博士生。她说，当时美国走在世界前沿，「MIT的教授不仅做研究，更思考如何把科技转化为生产力，几乎每人都有自己的公司。」
后来孟留在美国，建立研究团队，专注研究能源储存与转换技术。她的团队成员背景多样，有来自材料、工程，甚至中医出身，当中亚洲、美国和欧洲学生比例均衡，她说：「多元化不仅是种族、性别或，年龄的不同，更重要是从不同角度看待问题。」
孟指，作为老师，其真正「产品」不是电池，而是知识和人才；当学生将所学知识带回本国，才是推动行业发展的关键，「只有通过多元化，让不同国家和地区，用各自的方式推动可持续电池产业的发展，这个目标才能真正实现。」
不抱怨不沉默 打破性别薪酬不公
科学界长年由男性主导，孟颖教授坦言，女性科学家至今仍会遭遇不平等，但抱怨没有意义，也不能默默忍受，「这些经历只会让我变得更强大。」
孟忆述，在一场颁奖典礼中，她与一位男性得奖者同时受邀演讲，对方站上主会场，面向全体参与者演讲，自己则被安排在午餐时段，观众仅200名女性，「我选择把那场演讲做到极致，把在科学界遇到的问题用喜剧方式表达出来，很多人可能还记得那场『脱口秀』！」
在加州大学圣地牙哥分校任职期间，她曾面对约15%的性别薪资差距。她主导与校方协商，过程中遭受他人辱骂与批评，但她没退让；经过2年周旋，最终促成制度改善，「我后来离开了，但这件事对同事是有意义的。」
她感恩母亲从小教会她自立，「我母亲非常外向，支持女性独立，我们家一直奉行经济独立和精神独立，对我的价值观有很大的影响。」
记者：林家希