【#Energy】比鋰離電池更穩定、壽命更長久且更可持續的氧離子電池問世,未來有望成為大型風電太陽能儲能系統

TEXT /  Hex Zou; PHOTO /  翻攝維也納科技大學 (TU Wien)、onlinelibrary.wiley、nissan-global官網;

鋰離子電池的應用無處不在,舉凡電動汽車、智能手機到各式3C智能產品幾乎都和日常生活息息相關;但電池卻具不耐過放、過充,甚至會有熱失控導致爆炸燃燒疑慮等缺點。為此維也納科技大學 (TU Wien) 的研究人員開發出了一種據稱可跟鋰離子電池相媲美、具有極長使用壽命的氧離子電池


 

團隊在用於燃料電池的陶瓷材料技術研發上已積累了豐富的經驗,新型氧離子電池便是使用釔安定氧化鋯 (YSZ,常見陶瓷材料) 為原料製作。這些陶瓷材料可以吸收和釋放帶雙負電荷的氧離子,當施加電壓時氧離子會從一種陶瓷材料遷移到另一種陶瓷材料,藉由依靠多次來回從而產生電流。

 

固體氧化物燃料/電解槽和鋰離子電池電極

 

研究團隊的Jürgen Fleig教授表示由於陶瓷不易燃,因此幾乎可以排除鋰離子電池一再發生的火災事故,元素的提取成本大幅降低且不會對環境造成傷害。雖然氧離子無法提供與鋰離子電池一樣高的能量密度,但存儲容量不會隨著時間的推移而少,能實現更長久的使用壽命。

 

鋰離子電池雖應用廣泛,卻仍有許多待解

 

許多電池會發生電荷無法移動的問題,導致無發電、容量下降,氧離子電池則能通過空氣中的氧氣輕易進行再生。只是這款新電池只能達到鋰離子電池能量密度的1/3左右且適合在200至 400°C的溫度下運行,因此不適用於智能產品。

 

 

但氧離子電池在作為儲能方面蘊含大量潛力,團隊研究員Alexander Schmid說屆時若需要大型儲能系統臨時儲存太陽能或風能,壽命年限耐用且長、不易燃的氧離子電池即是一個很好的解決方案。

 

適用於大型儲能模式的氧離子電池


 

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