MIT 研發鈉電池，能源密度超越鋰電池三倍，為電動航空注入新動力

美國麻省理工學院（MIT）近日成功開發突破性燃料電池，能量密度是現在鋰電池三倍多，大幅提升蓄電力，不僅消弭電動車車主里程焦慮，更為發展停滯的電動飛行帶來革命性契機。論文 5 月刊登於《Joule》期刊。

領導研究的 MIT 材料科學與工程系台裔博士蔣業明（Yet-Ming Chiang）表示：「電動飛行普及需要更輕盈高效電池。新技術不僅幫助飛行器，亦有望驅動卡車、船舶全面電動化。」

核心為金屬─空氣燃料電池（metal-air fuel cell），以液態鈉為燃料，搭配一層固態陶瓷電解質，讓鈉離子順利通過，同時避免燃料與空氣直接接觸，提升系統安全性。相較昂貴且供應鏈受限的鋰，鈉來源充足且價格低廉，極具永續潛力。此外可快速更換燃料，不用充電補充能量。

團隊測試兩種實驗原型電池：一為「H 型設計」，另一種「水平設計」。電池精準控制濕度空氣裡，電池達每公斤約 1,700Wh 能量密度，即便考量系統損耗，最終仍達 1,000Wh/kg，超越主流商用鋰電池能量密度（約 300Wh/kg）三倍。代表一組便當盒大小的燃料電池，可讓一架農用無人機持續飛行數小時。

與噴射引擎不同，新燃料電池排放不是二氧化碳，而是氧化鈉（sodium oxide），會與空氣水分反應形成氫氧化鈉。更妙的是，氫氧化鈉會繼續吸收二氧化碳並轉化為碳酸鈉和小蘇打（碳酸氫鈉）。故新電池不但不排碳，還會「吸碳」！

以突破性電池為起點，朝航空應用出發

成員之一博士班研究生 Karen Sugano 表示，關鍵發現是「濕度決定反應效率」。如果氣流太乾燥，反應產物會堆積成絕緣層，阻礙反應繼續。另一位成員 Saahir Ganti-Agrawal 也表示：「這研究彷彿將多個過去忽略的技術重新組合，從高溫電池到燃料電池，再到空氣電極設計，最終誕生性能驚人的新電池系統。」為推動商業化，團隊已成立新創 Propel Aero，一年內展開大型無人機飛行測試，然後逐步拓展至電動航空領域。

新電池顛覆人們對電池的印象。以鈉取代鋰，不僅成本更低、安全性更高，還具「吸碳」潛力。蔣業明博士說：「不需刻意做什麼，環境就自然改善。」且補充能量就像加油，無須耗時充電，大大提高便利性。若能順利發展，新電池將成為新飛行器的核心動力，從城市無人機快遞到長途飛行航程，電池不再是航空載具配角，而是取代燃油的新希望。