科大團隊研發突破性技術 淨化有毒電鍍廢水及減碳
香港科技大學（科大）土木及環境工程學系教授曾超華領導的研究團隊，成功研發出一種基於生物炭的新型材料，能處理有毒工業廢水，並減少溫室氣體排放。這項創新技術針對電鍍廢水中的有毒副產物，可在消除污染的同時，避免加劇碳排放危機。
電鍍廢水處理的雙重挑戰
電鍍技術能為金屬產品提供防鏽及光潔表面，現時廣泛應用於生產電子消費產品、汽車等多個行業，但過程會產生大量嚴重污染的廢水，單單在中國內地，每年的電鍍廢水量便高達40億噸。這些廢水中含有超標的鉻、鎳、銅和鋅等重金屬，對水體、土壤及食物鏈構成嚴重污染風險。
傳統的電鍍廢水處理方法依賴鐵基化學品吸附毒素，但存在高昂的隱形成本：不僅耗能極高，需使用強效化學劑，還會產生危險污泥。這些污泥須經過高碳排放處理（如水泥固化或高溫焚化）後才能處置於堆填區，令廢水處理過程本身成為亟待解決的污染源之一。
生物炭材料的雙效設計：同步減毒與降碳
科大團隊提出的「工程化生物炭」方案，將三種簡單成分整合成一套創新的自潔系統：
- 活性鐵粒子作為「電子供體」，將有毒元素從可溶性離子還原為不溶性金屬（即由易溶於水轉為不溶狀態），使有毒元素更易被捕捉；
- 氧化錳在有毒元素的還原反應後負責固定污染物；
- 工程化生物炭形成石墨保護層，包裹鐵粒子，防止其鈍化（即表面形成失效覆蓋層），並穩定礦物顆粒。
所有機理均通過實驗、模型與表徵分析獲得驗證。
這個系統的關鍵在於成分之間的協同效應：生產過程中，採用水熱法將鐵和錳嵌入生物炭結構深處。石墨塗層可避免鐵發生鈍化——這是傳統技術中的主要瓶頸——從而提升反應效率；同時，氧化錳發生晶體結構膨脹，增強其污染物捕獲能力。
曾教授解釋道：「如同三方協作所帶來的協同效應：生物炭以高效率傳遞電子並保護鐵免於鈍化，晶格膨脹的氧化錳鎖定毒素，所有成分通過石墨碳結合固定，避免產生二次廢棄物。」
氣候與產業影響
據估算，「工程化生物炭」較傳統方法可降低近90%的碳排放，並因減少化學品消耗而節約土地及水資源。若在中國內地全面應用，每年可減少75萬噸二氧化碳當量（CO₂eq）排放。
產業污染治理範本
該技術不僅適用於電鍍廢水，還可擴展至採礦、製革、電池製造等產生重金屬污水的行業。曾教授強調：「這不單是電鍍廢水的解決方案，更是可持續的工業污染潔淨藍圖。」這項技術將污染控制從碳負擔轉型為氣候智慧過程。團隊已驗證該材料能有效去除多種有毒元素及有機污染物，展現其廣泛的應用潛力。
全球科研合作
科大的生物炭研究正從實驗室推向產業化。曾教授團隊的研究成果已發表於自然出版社旗下的《通訊 – 材料》期刊，論文題為「通過零價鐵、錳與石墨生物炭的三元協同降低電鍍廢水處理環境負擔」。
合著者包括第一作者徐子博博士（曾教授的前博士生，現為科大土木及環境工程學系研究助理教授）、同系的2025年哲學博士畢業生張鈺瑩博士，以及來自英國帝國理工學院、上海交通大學、德國伍珀塔爾大學、美國加州大學戴維斯分校及韓國大學的合作研究者。
