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電動車、太陽能福音 科學家找到可極速充電的材料

發佈日期:2018-08-19 18:01:25

英國衛報報導,劍橋大學研究人員發現了可加速充電的新材料,不但有機會讓智慧型手機在數分鐘內就充飽電,還能促進電動汽車和太陽能等潔淨科技的推廣。電池充電的速度取決於帶正電的鋰離子往負極移動的速率。製造快速充電的「超級」電池的技術門檻在於,鋰離子通常是在陶瓷材料中移動。一種可能的解決方案是用奈米粒子製造電池。但奈米粒子造價昂貴且困難,因此科學家們一直在尋找替代材料來克服這個問題。現在,劍橋大學科學家發現一種叫做「鈮鎢氧化物」(niobium tungsten oxides)的材料,鋰離子在其中可以超高速率移動,讓電池充電速度更快,並將研究發表於《自然》期刊。第一作者格里菲斯(Kent Griffith)說,鈮鎢氧化物這種材料有本質上的不同。研究人員發現鋰離子通過鈮鎢氧化物的速度比通過典型陶瓷電極材料快了幾百倍。

鈮鎢氧化物於1965年首次被人類發現。這種材料很堅硬,具有開放性的結構,粒子尺寸比其他常用於電池的材料要大。這種替代材料的另一個優點是便宜且易於製造,且「製造這種氧化物不需要額外的化學品或溶劑。」格里菲斯說。鈮鎢氧化物的應用可望為電動車和電網規模的太陽能儲存技術帶來革命性的發展。研究通訊作者、劍橋大學材料化學教授葛雷(Clare Gray)表示,下一步是優化這種材料在電池中的應用,要能達到電動車的循環次數和長度需求。未參與研究的倫敦大學學院電子化學工程系教授布萊特(Dan Brett)評論道:「這個發現對電池效能的潛在貢獻相當令人振奮,尤其是這個研究對鋰離子在材料中運動速度機制的洞察以及測量運動速度的能力,使材料得以被改良,進一步提升電池電力、能量和壽命。」

資料來源:環境資訊中心電子報20180806

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