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電動車續航力大躍進!鉑金加持的鋰硫電池即將問世

隨著電動車的普及,越來越多車主開始考慮回歸傳統汽油車,其中最大的原因就是充電問題。根據最新全球調查顯示,約46%的美國電動車主曾考慮換回汽油車。儘管電動車的續航里程逐年提升,但現有的鋰離子電池技術仍無法滿足駕駛者的期待。

佛羅裡達國際大學的研究團隊近期在「超越鋰離子」的次世代電池技術上取得重大突破,這項創新可能徹底改變電動車的使用體驗。工程與計算機學院副教授Bilal El-Zahab表示:「我們八年前開始研究這項技術,初期表現優異,但經過20次充電迴圈後就成了一塊廢鐵。經過多年努力,我們終於找到了解決方案,現在的研究成果令人振奮。」

研究團隊專注於鋰硫電池技術,這是一種極具潛力的鋰離子電池替代方案。鋰硫電池不僅重量輕、成本低,而且能量密度極高,這意味著電動車可以行駛更遠的距離,筆記型電腦、智慧型手機等裝置的續航時間也能大幅延長。然而,鋰硫電池的化學特性雖然能提供長效電力,卻會影響電池的使用壽命,通常在50次完整充電後就會失效。

經過多年測試,El-Zahab的團隊發現,只需在電池中新增少量金屬就能顯著延長鋰硫電池的壽命。鉑金的加入不僅能穩定電池效能,還能提升儲電容量,使其更接近商業應用的標準。這項研究成果已發表於《能源與環境材料》期刊。

研究團隊成員Aqsa Nazir表示:「我們在500次充電迴圈後仍能保持92%的電量,這意味著電池幾乎和新的一樣好。這也顯示我們成功將影響整體效能的負面反應降到最低,使這項技術達到商業化水平。」

所有電池的運作原理都相當簡單:離子在電池兩端來回移動,進行充電或釋放能量。然而,鋰硫電池的過程較為複雜。電池的一端是鋰,另一端是硫。當帶電的鋰離子到達硫端時,會發生化學反應,形成含鋰的硫化合物,稱為多硫化物,這些化合物在充電時會被帶回鋰端。

隨著時間推移,這會在鋰端形成苔蘚狀的積累,降低能源效率,最終導致電池劣化。為瞭解決這個問題,研究人員在硫端新增了微小的鉑金奈米粒子。就像交通指揮員引導車輛避免事故或堵塞一樣,鉑金在分子層面上引導鋰離子,確保其流動順暢。

僅需在電池中新增0.02%的鉑金就能產生顯著效果。El-Zahab比喻道:「在電池中新增鉑金奈米粒子就像在食物中加一點鹽:少量就能產生巨大影響。」目前,這款鋰硫電池正在進行第三方測試,這是技術走出實驗室、邁向商業化的關鍵一步。