前瞻技術脈動：能源技術(202601)

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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 2026年1月21日

圖、前瞻技術脈動：能源技術(202601)

簡單的公式可以指導更快充電、更持久的電池的設計
麻省理工學院（MIT）研究團隊提出一種簡單而有效的新模型，可望大幅提升鋰電池的充電速度與壽命。傳統上，鋰離子插層速率多以Butler–Volmer方程式描述，但實驗數據經常偏離預測。研究人員分析超過50種電極與電解液組合後，發現「耦合離子-電子轉移（CIET）」機制更能解釋鋰離子進入電極的過程。該模型指出，當鋰離子進入電極時，電子需同步轉移以還原電極材料，協同作用能降低能量障礙並加速反應，這代表可藉由調整電解液成分，如更換陰離子，來改良反應速率並提升電池性能。此理論不僅統一了不同材料與界面的觀察結果，也為電池設計提供清晰的科學依據，未來可望加速高效、長壽命電池的開發。該研究成果已發表於《Science》。
參考資料：Simple formula could guide the design of faster-charging, longer-lasting batteries. TechXplore, 2025/10/2

尖晶石型硫化物半導體實現從紫色到橙色光譜的室溫發光
東京科學大學研究團隊成功開發出一種新型尖晶石型硫化物半導體 (Zn,Mg)Sc₂S₄，能在室溫下實現從紫光到橙光的寬頻發光，並具備可調導電性。研究顯示，沒有任何雜質的ZnSc₂S₄具強烈橙光發射，而隨著Mg部分取代Zn，光譜可轉移至綠光甚至藍光。此外，透過少量Ti雜質或Zn含量調整，材料能在 n型與p型導電間切換，導電率範圍橫跨九個數量級。這種化學靈活性使其同時能作為太陽能電池吸收層與LED發光層，特別適用於克服「綠光缺口」問題。其能隙結構由A位Zn的s軌域與S的p軌域共同貢獻，加上 B 位 Sc 的 d⁰ 軌域穩定能帶，確保材料呈現直接能隙。該研究成果已發表於《JACS》。
參考資料：Spinel-type sulfide semiconductors achieve room-temperature light emission across violet to orange spectrum. TechXplore, 2025/10/3

鈷析出技術提升固態氧化物燃料電池性能
固態氧化物燃料電池（SOFC）具有高效率與多燃料使用潛力，但電極長期穩定性不足仍是限制商業化的瓶頸。國立韓巴大學（Hanbat National University）團隊首次實驗證明，在高溫氧化性環境下亦能觸發鈷析出（Co exsolution），顛覆傳統認知。研究針對SmBa0.45Sr0.5(Co1-xFex)1.9O5+d與SmBa0.5Sr0.48(Co1-xFex)2.05O5+d兩種層狀鈣鈦礦結構進行測試，發現當溫度超過700°C 時，因 Co–O鍵較弱被打斷，氧空缺與鈷元素共同遷移至表面，形成鈷奈米顆粒。此現象在 900°C 時最為明顯。特別是 SBSCF 1.9-0.3 樣本，由於鐵含量較低，能產生更高濃度的氧空缺並析出更多細小鈷顆粒，最終展現出更低的面積比電阻與更高的氧還原反應活性。
參考資料：Cobalt exsolution technique boosts solid oxide fuel cell performance. TechXplore, 2025/10/3

使用路燈作為充電器為電動汽車照亮道路
電動汽車可以降低燃料成本並減少排放，但只有在方便充電的情況下，才是一個實用的選擇。對於居住在城市的人來說，充電基礎設施的機會可能特別有限，這反過來又限制了電動車的採用，因此研究人員提出一種使用路燈作為低成本、公平的電動車充電選項。
1.改造現有路燈以用作電動車充電器，建立新的架構，重點關注需求、可行性和效益，供其他社區用於開發路燈電動汽車充電器。
2.路燈充電器的充電速度明顯更快，這可能是因為它們從專用的市政電線獲取電力，並且與商業充電站不同，面臨的競爭較少。
3.研究人員表示，希望在模型的基礎上納入更詳細的數據和天氣資訊，將有助於識別電動車普及或採用潛力有限的社區，確保更公平的基礎設施建置。而天氣數據也至關重要，因為極端溫度會影響電池性能、旅行頻率和整體能源需求。（1186字；圖1）
參考資料：Lighting the way for electric vehicles by using streetlamps as chargers. ScienceDaily, 2025/10/5

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