文：盧駿揚（香港中文大學通識教育基礎課程講師）
圖：香港電台
航空業的零距離科前景
在肺炎疫症出現前，旅行本是學年行件平常不過的事情。然而，第架電動我們之所以能方便而快捷的飛機到達遠在千里之外的異邦遊玩，這全賴飛機的為何未盛發明。航空服務的至今興起不單加強了人類社會的流動性，也促進了國與國之間的零距離科貿易，是學年行現代社會不可缺少的一環。
按照美國聯邦航空總署的第架電動報告，在每一刻鐘，飛機天空上都有多達數千架飛機在同時飛行。為何未盛不過這卻同時帶來了環境污染等問題。至今噴射客機主要是零距離科以化石燃料來推動，因此會不斷排放出溫室氣體。學年行自1940年到2018年，第架電動航空業所排放的二氧化碳量節節上升，由0.7%的總排放量，上升至2.65%。而這些溫室氣體會加劇氣候變化，破壞地球上的生態環境。
有見及此，不少公司與企業家都在思考航空業的前景——人類能否以其他方式維持航空服務的運作呢？不少人認為電動化是其中一個可行方案。本集將會介紹近年有關電動飛機的種種嘗試。
電池的限制
其實電動飛機並不是甚麼嶄新的概念。早於1917年已有人嘗試研發由電力驅動的直升機。此外，在1973年，奧地利的兩名飛機愛好者Fred Militky與Heinrich Brditschka成功把一架飛機改裝成以電力驅動。這架名為Militky MB-E1以鎳鎘電池（Ni-Cd）為電源，成功飛行約十四分鐘，是歷史上第一架載人的電動飛機。
不過因著電池技術的限制，電動飛機一直未能普及起來。其中最大的問題是電池的能量密度遠比航空煤油低。若要提供足夠能量讓飛機作長時間飛行，電池的重量要相應提升，然而這卻又令飛機需要更多的能量來驅動。鋰離子電池（Li-ion battery）的出現打破了這個困局。雖然它的能量密度依然是低於航空煤油，但它卻比舊式電池好上不少，能憑其輕巧的重量產生可觀的電力。正因如此，鋰電池於近年被廣泛使用。我們在手提電話、手提電腦及電動車身上都可以發現它的蹤影。
鋰電池當然也在電動飛機的研發上具重要地位。紀錄片中所介紹的其中一款新式電動飛機Heart ES-19正是以鋰電池來驅動。比起傳統的航空煤油，鋰電池價錢既便宜，又能多次使用，更不會大量產生出溫室氣體，是價廉物美而且環保的方案。
載客量
初創公司Heart Aerospace所研發的ES-19是一架十九座的飛機。相比起以往所研發的兩人至四人座電動飛機，ES-19的重要性正正在於它大幅增加了電動飛機的載客量。因著載客量的提升，ES-19的可用性得以大大提高，這同時也為它帶來了市場價值：芬蘭航空、聯合航空與梅薩航空等航空公司已向Heart Aerospace大手購買數十架至上百架ES-19飛機。
但ES-19仍是有著不少限制的。它最長的飛行距離是400公里，因此只能作短途飛行。跨國飛行是ES-19遠遠無法勝任的。在長途飛行上，以煤油驅動的噴射機今天依然是未逢敵手。在此，電動飛機所面對的仍是那個老問題——能量密度不足。雖然鋰電池在能量密度上比舊式電池改善了不少，它卻是有其限制的。即使科學家不斷設法提升鋰電池的能量密度，它的改良幅度卻逐漸放緩，近年甚至有停滯跡象。有些人提出以能量密度更高的鋰硫電池（Li-S battery）來取代鋰離子電池，不過它能否有效地應用在電動飛機上仍是未知之數。
紀錄片中除了談及電動飛機，也有討論以燃料電池（fuel-cell）驅動的環保飛機。燃料電池比鋰電池的能量密度高，理論上能夠提升飛機的航行距離，是綠色航空技術的另一方向。不過即使它們暫時未能完全取代噴射客機，卻已為航空技術開創了新的道路。
《零距離科學》（節目網站）集合世界各地有趣的科學紀錄片，網羅與大眾息息相關的科學資訊，啟發觀眾的好奇心和求知慾，節目逢星期五晚10時在港台電視31播映。本集於9月17日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。
責任編輯：Alvin
核稿編輯：Alex