次世代新儲能裝置,交給平價安全鋁電池

作者 | 發布日期 2016 年 11 月 24 日 9:00 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 電池
Ultrafast Rechargeable Aluminum-ion Battery

面對全球能源及環境危機,以成本更經濟、藏量更豐富的原料來製造能源,同時又兼顧環保,成為科學家與研究人員亟欲解決的課題。而在所有材料中,被視為最足以取代目前廣泛使用的鋰電池,正是我們日常生活中極為常見的金屬──鋁。




相對於鋰來說,鋁除了蘊藏量豐富、價格便宜,加上更具安全性等特點,一直是世界各國電池儲能研究團隊鎖定研發的材料。然而選定鋁片作為負極材料後,要如何調配出最佳的電池組成,在電解液與正極材料選擇上,讓所有專家傷透腦筋。

尋找正極材料的過程歷經艱辛,直到工研院與美國史丹福大學化學系、專精於基礎材料研究的戴宏杰教授團隊一同合作,才終於發現將石墨作為正極材料,讓鋁氯離子在石墨的層狀結構中快速嵌入/嵌出,就可高速充放電,同時兼顧續航力。

綠能與環境研究所技術副組長楊昌中表示,目前鋁電池透過串聯與並聯的設計,能達到 14 伏特的工作電壓,以及 2 安培小時的電池容量,已可成功驅動電動腳踏車。未來在應用上有望擴大到電動機車、輕型電動車等交通載具,以及作為備用電力與儲能裝置。目前許多車輛電瓶所使用的鉛酸電池壽命較短,對環境負面影響較鉅,若以鋁電池取代鉛酸電池,更能接近循環經濟的永續目標。

隨著環保意識抬頭,配合政府補助下,民眾對電動機車的接受度越來越高,如 Gogoro 的電池交換站設計,解決了過去對於電動機車充電耗時過久的問題,因而打開市場。楊昌中認為,鋁電池採用開放式平台技術,各家電動機車業者皆可自行設計電池型態、不需統一規格,在市場發展上有不同利基。若將來鋁電池量產順利,屆時民眾在家充電五分鐘就可騎車外出,路上也有充電樁快速充電,相信不久,鋁電池能掀起一場馬路上的清淨革命。

(首圖來源:工研院

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