木質廢料變身高效催化劑 海水電池效能大躍進

海水電池作為新一代能源儲存裝置，能夠有效儲存並釋放來自海水的電力。然而，要實現其商業化應用，關鍵在於開發出成本效益高的催化劑材料。對此，UNIST能源與化學工程學院的李東旭教授及其研究團隊，成功利用尿素與木質廢料，開發出一款高效能催化劑，為海水電池的發展帶來重大突破。

這項創新研究已發表於《化學工程期刊》。傳統上，海水電池多使用鉑等貴金屬作為催化劑，但這些材料成本高昂，難以普及。李教授團隊開發的催化劑，採用價格低廉的木質素與尿素作為原料。木質素是造紙與生質燃料生產過程中產生的副產品，約佔木材成分的15%至35%；而尿素則是工業廢水中富含氮的物質。

研究團隊將木質素加熱至800°C，同時與尿素進行反應，成功將氮摻雜到木質素結構的每個部分，從而製成高效能催化劑。這種氮摻雜技術不僅大幅降低放電所需的能量，還能替代木質素基質中的特定碳原子，提升催化劑效能。

在將新開發的催化劑應用於海水電池電極的效能測試中，結果顯示其效能可媲美傳統的鉑催化劑，且過電壓更低。過電壓越低，表示在放電過程中能夠有效利用的充電能量比例越高。新催化劑的最大功率密度達到15.76 mW/cm²，接近鉑催化劑的16.15 mW/cm²，這對於放電速度至關重要。

李教授表示：「我們提出了一種碳中和的解決方案，不僅能取代昂貴的貴金屬催化劑，還能最大化生物質與工業廢料的價值。這款創新催化劑可應用於多種能源儲存系統，包括金屬空氣電池。」這項研究不僅為海水電池的商業化應用鋪路，更為永續能源發展帶來新的可能性。