港中大研發出金屬空氣電池!擁有高能量密度和成本低

▲港中大盧怡君教授。(圖/翻攝自香港中文大學網站)

▲港中大盧怡君教授。(圖/翻攝自香港中文大學網站)

記者馬叔安/綜合報導

香港中文大學14日公佈,研發出安全高效長壽的有機材料鉀空氣電池,以有機材料鉀聯苯(Potassium Biphenyl)配合物,取代金屬為負極,為可再生能源如太陽能及風能的儲存系統,提供了安全有效的技術基礎。這項研究成果近日刊登於著名科學期刊《自然材料科學》(Nature Materials)中。

港中大指出,近年不少科學家致力研發容量大、長壽、以及安全的電池,以取代現時常用的鋰離子電池。由金屬如鋰、鈉、鉀等跟氧氣組成的空氣電池,擁有高能量密度和成本低等優勢,是支持大規模儲存能源、儲存太陽能,以至驅動電動車發展的關鍵;然而業界一直未能解決生命周期短、空氣電極不穩定以及金屬易燃的缺點,令二次金屬空氣電池的研究停滯不前。

▲有機材料鉀空氣電池示範。(圖/翻攝自香港中文大學網站)

▲有機材料鉀空氣電池示範。(圖/翻攝自香港中文大學網站)

這項研究團隊的領導者是機械與自動化工程學系盧怡君教授,在過去四年多,她的團隊深入研究金屬空氣電池的不穩定原因,鉀聯苯複合氧(Potassium Biphenyl Complex–Oxygen)電池。這種電池具有前所未有的生命周期,當有機負極遇上水或常用的化學溶劑二甲基亞碸(Dimethyl Sulfoxide, DMSO)時,不會著火,大大提升電池的安全度。

港中大表示,鉀聯苯複合氧電池可以應用於大規模的儲電系統、中小型的充電站,更可以應用於可再生能源之收集,包括太陽能及風能。

▲盧怡君教授(中)及研究團隊。(圖/翻攝自香港中文大學網站)

▲盧怡君教授(中)及研究團隊。(圖/翻攝自香港中文大學網站)

盧怡君教授表示:「鉀聯苯複合氧電池是解決可再生能源供應不穩定的一個重要方法,能增加儲存環保能源的彈性,帶動環保能源的普及使用,長遠代替化石燃料,推動可持續發展。我們希望將此研發技術推廣應用至其他的鹼金屬空氣電池上,進一步改善其電池電壓和能量密度。」

盧怡君2007年於台灣國立清華大學取得材料工程學系本科學位,並於2012年在美國麻省理工學院材料科學及工程學系取得博士學位。自2013年起,受聘於美國麻省理工學院為附屬研究員,現為港中大機械與自動化工程學系助理教授。

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