成大材料系洪飛義團隊研發出環保鈉電池 [新聞中心]
發佈日期 :
2018-04-11
乎所有的電池、電解液都含有有毒物質，高科技產品最常使用的鋰電池雖然污染較小，但電池分解或水解產物也有一定的腐蝕性和毒性，成功大學材料系洪飛義教授、呂傳盛教授帶領研究生李健豪、何朝政、高培堯從「無毒」發想，研發出「環保鈉電池」，沒有爆炸困擾，廢電池不需特別處理，也很適合做為風力發電、太陽能發電儲電系統，放置在農業區或水源區，沒有危害環境之虞。
洪飛義透露，團隊最初只是想做「無毒」且價格便宜的電解液，經多次嘗試選用容易取得，常被做為工業用洗滌劑之一的「磷酸鈉」粉末，將其稀釋成為鈉離子電解液。由於採用鈉離子的電解液，電池的正、負極其中之一必須以鈉為主體。為此，團隊以碳為負極，正極的部份試了包括氧化鈉在內各式鈉的氧化物，從中發現「鈉錳氧」、「鈉鐵氧」都能發揮電化學特性，且穩定性高。
從發想到成功研發出環保的鈉電池，前後短短不到１年，團隊能快速得到成果，洪飛義表示，擁有地球科學、化學背景的研究生李健豪幫了大忙，多數的材料人因化學專業不夠深入，做實驗的方式與化學人也不同，多虧有李健豪，才沒有走太多冤枉路。
李健豪說，讀化學系時做實驗前都要翻查「物質安全」資料表，以掌握實驗過程中接觸到各類物質的毒性、如何自我防護及回收，進入材料領域依然維持這個習慣。另外，做實驗時，化學人的習慣是先確定什麼樣的成份可以得到最穩定的成果，材料系人會先設計好想要的成果，再開始做實驗、找出所要的成份。曾經讀地科，對結晶粉末合成也較有概念，很高興過去所學能在鈉電池研發上有所發揮。
洪飛義指出，一般的電解液價格不便宜，目前１公斤約台幣２萬元，至於磷酸鈉１公斤300台幣。正極以鋰為主體粉末的電池，每公斤約20美元，鈉為主體粉末的正極，１公斤約３美元，整體來說實驗室研發的鈉電池材料成本，其綜合成本只有鋰電池的５%。雖然，鈉電池的發電量是60mAh/g ，比鋰電池的120mAh/g少了一半，但以安全、環保、生態等角度來看，若將環保鈉電池導入大型風力發電或太陽能發電儲能系統，既使遇上天災、儲電設備受損，也不必擔心環境危害等問題，為了有較高的儲電設備而需多設幾個依然值得，重要的是建置成本也有限。（撰文、攝影／孟慶慈）
