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面對全球能源及環(huán)境危機(jī),以成本更經(jīng)濟(jì)、藏量更豐富的原料來制造能源,同時(shí)又兼顧環(huán)保,成為科學(xué)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?nèi)粘I钪袠O為常見的金屬──鋁。
相對于鋰來說,鋁除了蘊(yùn)藏量豐富、價(jià)格便宜,加上更具安全性等特點(diǎn),一直是世界各國電池儲(chǔ)能研究團(tuán)隊(duì)鎖定研發(fā)的材料。然而選定鋁片作為負(fù)極材料后,要如何調(diào)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(jīng)艱辛,直到中國臺(tái)灣工研院與美國史丹福大學(xué)化學(xué)系、專精于基礎(chǔ)材料研究的戴宏杰教授團(tuán)隊(duì)一同合作,才終于發(fā)現(xiàn)將石墨作為正極材料,讓鋁氯離子在石墨的層狀結(jié)構(gòu)中快速嵌入/嵌出,就可高速充放電,同時(shí)兼顧續(xù)航力。
綠能與環(huán)境研究所技術(shù)副組長楊昌中表示,目前鋁電池透過串聯(lián)與并聯(lián)的設(shè)計(jì),能達(dá)到 14 伏特的工作電壓,以及 2 安培小時(shí)的電池容量,已可成功驅(qū)動(dòng)電動(dòng)腳踏車。未來在應(yīng)用上有望擴(kuò)大到電動(dòng)摩托車、輕型電動(dòng)車等交通載具,以及作為備用電力與儲(chǔ)能設(shè)備。目前許多車輛電瓶所使用的鉛酸電池壽命較短,對環(huán)境負(fù)面影響較鉅,若以鋁電池取代鉛酸電池,更能接近循環(huán)經(jīng)濟(jì)的永續(xù)目標(biāo)。
隨著環(huán)保意識(shí)抬頭,配合政府補(bǔ)助下,民眾對電動(dòng)摩托車的接受度越來越高,如 Gogoro 的電池交換站設(shè)計(jì),解決了過去對于電動(dòng)摩托車充電耗時(shí)過久的問題,因而打開市場。楊昌中認(rèn)為,鋁電池采用開放式平臺(tái)技術(shù),各家電動(dòng)摩托車業(yè)者皆可自行設(shè)計(jì)電池型態(tài)、不需統(tǒng)一規(guī)格,在市場發(fā)展上有不同利基。若將來鋁電池量產(chǎn)順利,屆時(shí)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凈革命。
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