蓄電池新科技

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我們身邊到處有電池，但電池存放時會損失能量，有些還會造成污染。因此，科學家改良電池的努力從未間斷。今年6月26號，在知名的《自然通訊》（Nature Communication）期刊，史丹福大學華裔教授戴宏傑的研究團隊，發表了改良型的鎳鐵蓄電池，這項技術有什麼特色？又會如何影響你我的生活？請聽以下的科學三分鐘。

在您的生活中，可能都用過手機的鋰電池、或是汽機車用的鉛蓄電池，而今天提到戴宏傑教授改良的則是鎳鐵蓄電池。其實這些電池的名字，都來自於它們所使用的材料。所有化學電池的原理都一樣，一定有兩個電極，一個是正極，一個是負極，放在電解質當中–就是可以產生自由離子而導電的化合物裡面。當我們在電池的正極和負極之間，接上一條導線，讓電流流通，電池中的電化學反應就會開始進行，產生電力，也就是放電。

假如不接導線，電化學反應沒有發生，電池裡的化學能就會保存下來，所以電池可以保留電力。另外，如果這個反應是「可逆反應」，換句話說，就是我們對電池充電，則電池反應的生成物可以逆轉為反應物，就是說，電池的正負極和電解質會「回到」放電以前的狀態，可以再度使用的話，就叫作「蓄電池」。

目前常用的蓄電池各有優缺點，汽機車電瓶用的鉛蓄電池很便宜，但是會造成鉛汙染，環境成本高。至於3C產業常用的，可以充電的鋰電池，因為電池裡面含有鋰的離子，如果這些鋰的離子變成「活性極大」的鋰金屬，保護裝置又失靈的話，就可能發生爆炸意外。這也是有時候，我們在新聞看到手機爆炸燃燒的原因之一。所以科學界一直在研究更安全、環保的含鋰材料。

至於鎳鐵蓄電池，則使用鐵和氫氧化鎳做為電極，氫氧化鉀為電解質。它的歷史很悠久了，是愛迪生和研究夥伴共同發明的，不但便宜、安全、堅固耐用，而且所使用的材料，比較不會造成環境汙染，可惜傳統的鎳鐵蓄電池充電太慢、功率又小，因此逐漸被淘汰。戴宏傑教授的研究團隊，卻將電極跟奈米碳管及石墨烯結合，大幅增加了導電率，使得鎳鐵蓄電池的充電速度增加了一千倍，消除了它最大的缺點。未來也可能用來儲存再生能源產生的電力，或應用於電動車，有助於低碳綠能產業的發展。

今天的科學關鍵字，就是

蓄電池　rechargeable battery

關心這個話題的聽眾，也可以透過關鍵字，進一步查詢或做延伸閱讀。

【本單元由行政院國家科學委員會補助製播】
2012-07-15 16:55:00播出

蓄電池(1) 能源(25) 儲存(2)

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