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Ad8294d88e5e0c3044dd220f4c3aff77 隨著鋰電池的應用日廣,產業界也不斷尋求新的材料以開發效能更強、壽命更長的鋰電池,其中許多努力都放在陽極材料上,目前主流鋰電池的陽極材料為石墨或多孔碳黑原料,不過材料科學家正不斷尋找新的材料來源,以求能夠得到效能更好的鋰電池。

材料科學家尋找的材料來源,包括從廢棄輪胎製造成的多孔碳黑材料,或是把腦筋動到裝箱的發泡填充物上,而比起加州大學河濱分校鮑恩工程學院(Bourns College of Engineering)研究團隊最新的方向,輪胎與發泡填充物都還不算稀奇,研究團隊這次找上的是:洋菇。

研究團隊取用洋菇的表皮,加熱碳化製成碳奈米帶,取代人造石墨做為鋰電池的陽極,成果發表於最新一期由《自然》(Nature)期刊出版集團所經營的《科學報告》(Scientific Reports)線上期刊。研究團隊認為,目前產業主流的人造石墨,需經過許多道準備與化學活化工序,過程中使用相當多酸鹼化學物質,對環境可能造成污染,因此團隊想要找到便宜、容易製造且較為環保的替代產品。

而洋菇是最適合的選項,當加熱到攝氏 1,100 度高溫時,洋菇會剛好碳化為合適用於鋰電池陽極使用的多孔材質,鋰電池的陽極材料孔隙越多,與電解質接觸表面積越大,電池的效能也就越好,洋菇材料提供更多孔洞,更能儲存與傳遞能量,理論上也就能打造更高效能的鋰電池。

洋菇還富含鉀鹽,鉀鹽可幫助孔洞結構在每次充放電循環之後更能接觸電池中的電解質,過去鋰電池使用久了效能會退化,洋菇材料鋰電池卻可能恰恰相反,在鉀鹽的幫助下,用越久效能越好。團隊發表的論文顯示,洋菇鋰電池具備便宜、環保且容易生產的特性,有做為商用產品的潛力。

目前洋菇鋰電池還在實驗階段,真要能取代人造石墨,還得經過許多改良。不論洋菇電池最後能不能成真,當材料科學家把腦筋都動到洋菇頭上,就知道鋰電池產業想提升效能真是已經無所不用其極了。

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