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可充電零碳排 澳洲發明質子電池

2018-03-12 來源: 自由時報 Print This Post 简体版 [字號]

(取自網路)

澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT)的研究團隊,近日成功研發全球第一款以碳和水為燃料的可充電質子電池,不僅原材料較易取得且價格低廉,還具有零碳排放的環保優點,可望在五到十年內挑戰現有的鋰離子電池。

澳洲媒體報導,不同於鋰離子電池的電極材料為極度稀有且昂貴的金屬,質子電池由碳材料組成電極。而質子電池的關鍵技術在於其充電過程,當質子電池與可逆式燃料電池接合後,燃料電池的電力分解水後釋出質子,質子通過質子交換膜,並藉助施加的電壓提供的電子,直接與電極中的碳結合。接着質子再度釋出,通過質子交換膜後,與空氣中的氧作用形成水併產生電。

團隊的主研究員安德魯斯(John Andrews)指出,質子電池在滿足現今龐大能源需求上潛力十足,因為相較於使用稀有金屬資源的鋰離子電池,質子電池用作電極材料的碳,藏量豐沛且價格相對低廉,且因為碳在充電過程中不會產生燃燒,也不會排放,比化石燃料更具有環保功能,在減少溫室氣體排放、對抗氣候變遷方面助益良多。

質子電池另一項重要優勢在於,成功避免氫氣散逸或分解成質子所造成的能量散失,因此,能量效率可與鋰離子電池媲美。團隊指出,目前的質子電池雛形,活性表面僅五.五平方公分,但已可儲存與市售鋰離子電池每單位質量相當的能量,且這僅是未經充分利用的成果。安德魯斯表示,團隊今後將着重使用石墨烯等原子級碳基材料,提高質子電池的性能及能量密度,與鋰離子電池一較高下。

未來,質子電池將可應用於家庭太陽能模組,或替電動車充電,也可運用在中等規模的電網,如同特斯拉(Tesla)公司在南澳洲建立的鋰離子電池儲電設備。這項研究有部分受到澳洲和美國官方贊助,成果已發表於「國際氫能雜誌」。 


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澳洲

質子電池

零碳排

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