「電子海綿」技術突破！新型鋅電池壽命提升3倍 安全又環保
科技
04-25
韓國能源研究所最新研究發表於《自然通訊》期刊，科學家成功開發出創新的氧化銅奈米粒子電極材料，並應用於水性鋅離子電池中，使電池耐用度提升達三倍之多。
相較於使用易燃液態電解質的鋰電池，水性鋅電池以水作為電解質，不僅更安全環保，且原料成本低廉，被視為下一代儲能系統(ESS)的潛力選擇。然而傳統鋅電池在充電過程中，陽極表面會產生樹枝狀鋅結晶，這些「枝晶」可能刺穿隔離膜導致短路，嚴重影響電池壽命。
由韓國能源研究所儲能研究部楊正勳博士與李燦宇博士帶領的團隊，開發出特殊的氧化銅奈米粒子，運用「電子海綿」技術有效調控陽極電子吸收與釋放，成功抑制枝晶形成。測試結果顯示，採用此技術的鋅電池耐用度達到傳統電池的三倍。
研究團隊篩選多種鋅合金材料後發現，氧化銅奈米粒子具有最佳的鋅親和力。在電池充電時，這些粒子如同海綿般快速吸收電子，促使鋅離子均勻沉積；放電時則迅速釋放電子，就像擠出海綿中的水分，大幅減少陽極表面的殘留鋅。
這項「電子海綿」技術經電腦模擬驗證，還能降低充電過程的能量損耗。應用於鋅-聚碘液流電池時，即使經過2,500次充放電迴圈也未出現枝晶，遠超傳統電池約800次的使用壽命。
此外，新電池展現98.7%的高效充放電效率，能量密度達180 Wh/L，比現有鋅-聚碘液流電池提升30%以上，商業化潛力大幅提升。研究團隊計劃將此技術整合至3.5 kW級示範系統，加速推進商業化驗證。
主導研究的楊博士表示：「這項突破將為高效能、高安全性的次世代鋅電池發展奠定關鍵基礎。」
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