「質子電池」

發表人 **mtr** 發表於 2018-03-14, 10:01

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科技新知﹕「質子電池」環保安全挑戰鋰電擺脫原料限制價格升勢問鼎龍頭

【明報專訊】目前鋰離子電池可謂佔據了全球電子產品和電動車電池的半壁江山，它雖然生產方便，亦非常普及，但既要用到珍貴天然資源、價格易受影響，亦有安全和環保隱患。澳洲有大學研究人員最近生產出全球首個可有效運作的質子充電池，期望這款電池靠三大優勢，在10年內取代鋰電池的充電池龍頭地位。

鋰電池花了20年逐漸成為今天充電池主流，分析預計這市場將以每年10.6%的增長率，到2024年時市場總值會達到560億美元（約4370億港元）。不過，鋰電池採用大量稀有金屬，包括鋰、鈷、鎳和錳等，隨着全球這些金屬存量日漸減少，再加上電動車等需要大量充電池的產品漸受歡迎，充電池業界不得不思考未來可持續發展的方向。

碳原子產電不易起火

澳洲皇家墨爾本理工學院（RMIT）的團隊日前宣布，他們成功製造出全球首枚可有效運作的質子充電池（proton battery）。團隊領導人安德魯斯（John Andrews）表示，傳統鋰離子電池靠一些稀有而且昂貴的材料製作，這些原料的供應有限，價格可能會一步步提升，因此他們計劃製作不需要特定天然原料的質子充電池。RMIT幾年前也製成一款質子電池，利用合金作為電極，但轉化率和充電率甚低，合金內也含有稀有金屬，因此既重且成本高昂。

RMIT今次發明的質子電池，以碳作為電極材料。充電時，在電源的幫助下水分被分解，產生氫質子。這些質子會在電流提供的電子協助下，變成氫原子與儲電材料結合。到放電時，氫原子被釋放，電子流走後變回質子，並與氧和外部電子結合，再形成水。

安德魯斯指出，質子充電池有三大優點﹕

1）它不需要金屬製造，其碳原子物料在地球屬最常見物質之一，因此可以簡單便宜地生產，也可紓緩現今能源儲存技術對稀有金屬的需求。

2）碳原子在產生電力時，不會污染環境，也不會像鋰電池般容易起火。

3）質子電池的儲電性能甚佳。

實驗結果顯示，5.5平方厘米活性內表面積即可儲存與一般市售鋰電池相當的能量，這還是未改良的原型。安德魯斯表示，未來的研究將集中在通過如石墨烯等原子級薄層碳基材料，進一步提高電池性能及能量密度。他們相信經過改良，質子電池的儲電能力更勝鋰電池，並可於5至10年內推出，逐漸取代鋰電池的地位。有關研究報告在《氫能源國際期刊》刊登。

5至10年內推出電動車適用

外界預計，隨着太陽能和其他潔淨可再生能源技術改善，電力儲存將成為窒礙發展的樽頸。RMIT的研究對潔淨能源業是好消息，因為這類質子電池經改良後，可望調升至中級工業用途，包括為電網儲電或用作電動車電源。

（綜合報道）