前瞻技術脈動：先進材料與技術(202606)

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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3月6日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202606)

新的電化學製程在排放之前從處理過的廢水中捕獲碳
約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)研究人員開發出一種新型電化學裝置，可在廢水處理末端以極低能耗捕獲溶解性無機碳，將碳酸氫根離子轉化為氣態CO₂（陽極）與固態碳酸鹽（陰極），整體碳捕獲效率超過57%，能源消耗僅約每公斤CO₂ 3.4 kWh。該系統利用pH梯度作用，將碳酸氫根離子轉化為可捕獲形式，可長時間穩定運行，若結合可再生電力，未來有望成為污水處理設施減碳的重要技術。該研究已發表《American Chemical Society ES&T Engineering》期刊。
參考資料：New electrochemical process captures carbon from treated wastewater before release. TechXplore, 2025/7/24

新的轉印方法創造出更安全、更持久的鋰金屬電池
韓國化學研究院(KRICT)團隊開發出一種無溶劑轉印技術，可在鋰金屬陽極表面轉印出奈米級的複合保護膜，包括陶瓷/聚合物混合層與氧化鋁–金雙層膜。該膜層具備高機械強度與穩定性，可有效抑制鋰枝晶生長並均衡離子傳輸，顯著提升電池安全性與循環壽命。此製程無需化學溶劑，且可在大面積捲對捲製程下進行，具備高均一性與商業化潛力，適合大規模工業生產。研究成果已發表於《Energy Storage Materials》期刊。
參考資料：New transfer printing method creates safer, longer-lasting lithium-metal batteries. TechXplore, 2025/7/23

研究顯示硫酸根離子如何延長水性電池的壽命和性能
阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）能源與儲能科技卓越中心（CREST）團隊指出，自由水（free water）是造成水系可充電電池壽命短的關鍵因素。自由水分子因未與其他分子形成穩定鍵結，易與陽極材料發生副反應，導致能量損耗與電池退化。研究發現，加入硫酸鋅後，硫酸根離子（SO₄²⁻）可作為「水膠（water glue）」，強化水分子的氫鍵結構並降低自由水比例，從而抑制陽極副反應，使電池壽命提升逾十倍。該機制不僅適用於鋅陽極，初步實驗亦顯示對其他金屬陽極具有類似效果。由於硫酸鹽材料成本低且穩定性高，具備良好經濟可行性，未來有望推動水系電池在大型儲能與再生能源整合中的應用。研究成果已發表於《Science Advances》。
參考資料：Research shows how sulfate ions increase the lifespan, performance of aqueous batteries. TechXplore, 2025/7/25

新材料問世：一種合金，為手機、筆電與資料中心全面提速
來自德州大學的研究人員開發出一種由鈷（Co）與鍺（Ge）組成的新合金，具備特殊的晶體結構，能有效傳導熱能並減少電子阻力。這種材料在晶片中應用時，可顯著提升散熱速度並降低功耗，為高效能計算、AI 處理、資料中心與行動裝置提供更節能、穩定的解決方案。該研究證明，突破傳統材料限制的導熱合金有潛力成為未來電子元件的核心材料。（883字；圖1）
參考資料：Phones, Data Centers, Laptops – One New Alloy Could Supercharge Them All. SciTech Daily, 2025/7/22

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