前瞻技術脈動：能源技術（202517）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2025年6月18日

圖、前瞻技術脈動：能源技術（202517）

一項突破性的廉價、清潔、快速充電電池技術
儘管先前已存在鈉離子、固態和無陽極電池，但直到現在還沒有人成功地將這三個概念結合在一起。由University of Chicago和University of California San Diego研究團隊發表於《Nature Energy》期刊的研究成果指出，該團隊創造出世界上首款無陽極鈉固態電池(anode-free sodium solid-state battery)，取得了突破性進展。研究成果使我們前所未有地接近廉價、快速充電、高容量的電動車和電網儲能電池的問世。研究團隊開發了一種新型鈉電池結構，能穩定進行數百次循環。透過移除陽極並利用蘊藏量豐富的鈉取代稀缺的鋰，這種新型電池在生產上更具成本效益且對環保友善。研究成果突顯了鈉在革新電池技術上的潛力，為未來永續能源解決方案的進展鋪平了道路。該研究是由National Science Foundation資助。研究成果已申請專利。
參考資料：A breakthrough in inexpensive, clean, fast-charging batteries. Science Daily. 2024/07/03.

六方鈣鈦礦氧化物：新一代質子陶瓷燃料電池的電解質
東京工業大學的研究人員發現六方鈣鈦礦相關的Ba5R2Al2SnO13氧化物（R = 稀土金屬）是具有極高質子傳導性和熱穩定性的材料。它們獨特的晶體結構和大量的氧空位能夠實現完全水合和高質子擴散，使這些材料成為下一代質子陶瓷燃料電池電解質的理想候選者，該燃料電池可以在中間溫度下運行而不會降解。該研究展示了燃料電池技術的重大進步。
參考資料：Hexagonal perovskite oxides: Electrolytes for next-generation protonic ceramic fuel cells. TechXplore. 2024/07/08.

新材料為晶片上的能源採集鋪路
來自德國、義大利和英國的研究人員透過矽合金、鍺和錫，成功開發出一種有潛力的熱電材料，旨在將電腦處理器產生的廢熱轉化為電能。這種GeSn合金已在《ACS Applied Energy Materials》期刊上發表，顯示出顯著降低的熱導率，同時保持了電性能，這對於晶片內能量收集至關重要。該材料潛力在於將其整合到以矽為基礎的晶片中，實現高效的能量轉換，可能減少IT設備的外部冷卻需求，推動電子產品的可持續發展。
參考資料：New material paves the way to on-chip energy harvesting. techXplore. 2024/07/08.

海上風力渦輪機為清潔氫氣生產提供了途徑
美國國家再生能源實驗室(NREL)的研究人員表示，利用離岸風力渦輪機產生的電力作為分解水生產清潔氫氣的一種途徑可能具有經濟意義，特別是在美國大西洋沿岸和墨西哥灣。生產氫氣的能力在很大程度上取決於所使用的技術和生產地點。他們考察了墨西哥灣和紐約灣的較淺地點，那裡的渦輪機可以固定在海底，擁有豐富的風能資源，並且至少靠近美國能源部的一個區域清潔氫中心，該中心將連接氫生產商和消費者。分析預測，由於風力發電能力較高，紐約灣的氫氣平準化成本(LCOH)（包括整個風力系統、電力傳輸和氫氣系統）可能最低。墨西哥灣的數字第二低。儲存氫氣的位置的選擇會顯著影響成本，透過使用洞穴計算得出的LCOH可降低20%至30%。預計的政策激勵措施也是進一步降低成本的因素。(999字；圖1)
參考資料：Offshore wind turbines offer path for clean hydrogen production. TechXplore. 2024/07/12.

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