突破性陽極技術 海水電池邁向實用化
科技
03-25
隨著全球加速發展再生能源，如何儲存太陽能與風能等間歇效能源，成為當務之急。現有的鋰電池在儲能容量、使用壽命與安全性等方面已面臨瓶頸，難以滿足大規模電網儲能需求。加拿大阿爾伯塔大學化學工程系教授王曉磊指出，現有鋰電池雖適用於電動車與行動電子產品，卻不適合用於電網級儲能系統。
為解決此一難題，王教授研究團隊在加拿大光源中心（CLS）的協助下，成功開發出一種新型水基電池技術，可將海水作為電解質。這項研究成果已發表於《先進材料》期刊。相較於鋰離子電池，水基電池不僅更安全、成本更低，在製造與廢棄處理過程中也更加環保。然而，過去此類電池的發展一直受限於缺乏理想的陽極材料。
研究團隊創新性地開發出一種由高分子奈米片與碳奈米管組成的複合材料，能夠有效儲存包括海水中天然離子在內的多種離子。這種新型陽極材料具有厚度大、儲能容量高的特點，且耐用性極佳，在某些情況下可承受高達38萬次充放電迴圈。此外，該材料在快速充放電與低溫等極端條件下仍能穩定運作。
加拿大光源中心的超亮同步輻射光在解析陽極材料的微觀結構與電化學行為方面發揮了關鍵作用。王教授強調：「若沒有CLS的協助，這項研究計畫的成功將難以實現。」
基於這項新型陽極技術的水基電池，有望實現普及化的能源儲存，大幅拓展再生能源的應用選項。王教授表示：「加拿大擁有豐富的再生能源資源。若能運用這項電池技術來儲存這些能源，我們就能為所有人提供更可靠、更安全且價格合理的電池解決方案。」
