前瞻技術脈動：環境永續(202541)

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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12月19日

圖、前瞻技術脈動：環境永續(202541)

海洋顆粒物中的氮固定對於全球海洋至關重要
由德國萊布尼茨熱帶海洋研究中心（Leibniz Centre）、丹麥技術大學（Technical University of Denmark）和哥本哈根大學（University of Copenhagen）的研究團隊共同合作，利用機械數學模型證實，附著在海洋雪（marine snow）顆粒上的細菌能夠在不同溫度範圍內的海洋（從熱帶到極地、從表層到深層）進行氮氣（N2）固定。研究結果顯示，這些細菌在低氧區域尤為活躍，且能在更廣泛的溫度範圍內進行N2固定。此一發現顛覆了我們對海洋氮循環的理解，對於預測全球變暖背景下的海洋生物生產力具有關鍵意義，這類細菌的活動貢獻了全球海洋約10%的N2固定量。研究已發表於《Science Advances》期刊。
參考資料：Nitrogen fixation on marine particles is important in the global ocean. ScienceDaily. 2025/2/19

錫泡沫為新型電池電極創新提供動力
現代鋰離子電池通常採用石墨電極，然而其容量有限，促使研究人員尋找更高容量的替代材料。金屬基電極材料，如鋁與錫，具有較高的鋰儲存能力。然而，這類電極在充放電過程中會因鋰離子吸收而發生體積膨脹，導致結構變化與材料疲勞，影響電池的穩定性與壽命。為解決此問題，柏林亥姆霍茲中心 (HZB) 的研究團隊透過原位 X 射線成像技術，深入觀察錫電極的結構變化，發現多孔錫泡沫能有效降低機械應力。相較傳統的錫箔，這種泡沫材料具備微米級孔隙，能夠吸收體積膨脹過程中的內部應力，降低鋰離子吸收不均導致的結構損壞，從而提升電池的循環壽命與穩定性。此外，錫泡沫的高多孔性還能儲存更多的鋰離子，使其成為提升電池容量的新選擇。該技術未來有望應用於電池電極設計，為高效能鋰電池的發展提供了新的方向。
參考資料：Tin foam powers new battery electrode innovation. TechXplore, 2025/2/24

科學家以植物油研發出更環保的鋰離子電池回收新方法
研究團隊開發出一種利用水與食用油奈米乳液技術回收鋰離子電池廢棄物的方法。該技術透過超音波產生穩定的油奈米液滴，能夠選擇性地與電池黑物質中的石墨結合，形成油-石墨聚集體並浮在水面上，使純淨的金屬氧化物（鋰、鎳、鈷）留在水中。這項技術為短循環鋰電池回收提供了全新的路徑，可直接回收並再利用電池級金屬氧化物，有助於降低新電池生產成本。萊斯特大學（University of Leicester）與伯明翰大學（University of Birmingham）的合作也將進一步推動 ReLiB 計畫，整合多種回收技術，降低對稀缺資源的依賴。這項技術有助實現更環保、更經濟的電池回收循環。
參考資料：Scientists cook up a green recipe for recycling lithium-ion batteries using vegetable oil. TechXplore, 2025/2/24

地震儀以前所未有的細節揭示了地球上最長的海底沉積物流
濁流是位於海面下的強大洋流，能在海底侵蝕並雕刻出深邃的峽谷，形成大量沉積物，可能對海底電纜和管道造成破壞。由於其流速快、能量強，任何設置於流動路徑上的量測儀器幾乎都會被摧毀，使得濁流長期以來難以進行直接觀測。研究人員開發出了一種新方法，可以從安全距離監測這些流動，他們利用通常用於研究地震的海底地震儀首次揭示這些巨大洋流的內部結構，將地震儀放在非洲西海岸的剛果峽谷和海峽追蹤了兩條濁流。研究結果顯示，這些沖刷峽谷的濁流的密集前緣並非單一且連續流動，而是由許多脈衝組成，每個脈衝持續5到30分鐘，而湍流與海水或其他阻礙力的混合會影響其在長距離上的行為。（1166字；圖1）
參考資料：Seismometers reveal Earth's longest-runout undersea sediment flows in unprecedented detail. phys.org, 2025/2/25

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