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前瞻技術脈動：能源技術（202518）

關鍵字：鈦；鈉離子電池；太陽能熱電廠；聚光太陽能熱發電(CSP)；鋰離子電池；無溶劑乾電極；無流動鋅溴電池；新型電極；
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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20日
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圖、前瞻技術脈動：能源技術（202518）

透過鈦替代提高鈉離子電池的循環性能
松山湖材料實驗室的研究人員透過提高NaNiO2正極的循環性能，在鈉離子電池(SIB)技術方面取得了重大進展。首次成功合成了正極活性材料NaNi0.9Ti0.1O2，​​其比容量達到190 mAh/g，使其成為高能量密度SIBs應用的潛在候選者。這種創新方法不僅提高了電池穩定性，也推動我們邁向更先進的儲能解決方案。卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的研究團隊成功將10 mol% Ti 4+引入NNO的Ni位點。這有助於在缺鈉相中保持較大的板間距離，並透過降低鎳的平均氧化態來減輕 Jahn-Teller活性。這些問題導致結構不穩定和產能衰減。為了解決電化學機械降解/故障，可以將摻雜劑引入NNTO的Na和/或過渡金屬位點。
參考資料：Improving cycling performance of sodium-ion batteries through titanium substitution. TechXplore. 2024/07/12.

世界首座雙塔式太陽能熱電廠效率提高了24%
當人們聽到「太陽能」時，多數會想到光電板(photovoltaic panel)，但另一種方法，即聚光太陽能熱發電(concentrated solar power, CSP)也在1980年代後開始發展。中國長江三峽集團有限公司正在中國甘肅省建設世界首座雙塔式太陽能熱電廠，目前工程進度已達90%，有望在今年稍晚啟用。該創新設施擁有兩座650英尺高的太陽能塔和一組3萬面以同心圓方式排列的定日鏡(heliostat)，旨在最大限度地將陽光反射到任一座塔以最佳化能量捕獲，可提升太陽能效率達24%。與傳統光電板（photovoltaic panel）不同，這種聚光太陽能熱發電(concentrated solar power, CSP)系統使用定日鏡將陽光聚焦至一個中心點，加熱傳熱流體(heat transfer fluid)後，最終透過工作流體(working fluid)的蒸發作用驅動渦輪機發電。該電廠還利用熔鹽(molten salt)進行熱儲存，使其即使在夜間也能持續發電。該電廠預計每年可產生超過18億千瓦小時的電力，並將與附近的光電板和風力渦輪機整合，每年可共同減少153萬噸二氧化碳排放。
參考資料：World's first dual-tower solar thermal plant boosts efficiency by 24%. New Atlas. 2024/07/17.

研究推出可提高鋰離子電池性能的無溶劑乾電極
UNIST 的一個研究團隊在開發鋰離子電池(LIB)的環保乾電極製造流程方面取得了重大突破。新製程不需要使用有害溶劑，可提高電池性能，同時促進永續性。由UNIST能源與化學工程學院Kyoung-Min Jeong教授領導的研究團隊推出了一種使用聚四氟乙烯(PTFE)作為黏合劑的新型無溶劑乾電極製程。這種創新方法解決了與傳統濕電極製造方法相關的挑戰，傳統濕電極製造方法通常會導致黏合劑和導電材料分佈不均勻，從而導致性能下降。高擠出比 PTFE黏合劑即使在低能耗的情況下也能生產出高強度的電極薄膜，從而改善微觀結構和功率特性。
參考資料：Study unveils solvent-free dry electrodes that boost lithium-ion battery performance. TechXplore. 2024/07/22.

研究人員開發出改良無流動鋅溴電池的新型電極
石墨氈(GF)由於其在酸性電解質中的穩定性而被廣泛用作許多氧化還原電池的電極。在非易燃電解質的無液鋅溴電池(FLZBB)中，充電過程中，GF正極內會形成溴和多溴離子。這些活性材料會失控地逸出並擴散到負極，導致自放電，嚴重影響性能和壽命。許多研究已經探索了抑制這種交叉現象的方法；然而，自放電仍然是FLZBB的一個主要問題。GF電極上的NMC塗層引入了具有策略性嵌入氮位點的介孔，該介孔充當了堡壘，捕獲正極中的溴和溴複合物，抑制溴交叉和自放電現象。這種塗層使原本疏水的原始GF電極變得超親水，改善了與水性電解質中電解質的界面接觸並增強了電化學性能。此外，它允許結合豐富的氧和氮物質，從而提高了溴反應速度，進一步促進了表現。(1216字；圖1)
參考資料：Researchers develop novel electrode for improving flowless zinc-bromine battery. TechXplore. 2024/07/22.

 

 
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