前瞻技術脈動：環境永續(202615)

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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4月17日

圖、前瞻技術脈動：環境永續(202615)

工程化介面層延長新一代鋰金屬電池壽命並提升安全性
韓國蔚山科學技術院(UNIST)與慶北大學(Kyungpook National University)的研究團隊開發出一種創新的氣相反應技術，能夠延長鋰金屬電池(LMBs)的壽命並提升安全性。該技術利用氟烷基矽烷與鋰金屬表面反應，去除不穩定的鈍化層，並形成一層由氟化碳鏈與矽氧烷鍵組成的穩定固態電解質界面(SEI)層。這層新保護膜有助於鋰離子的均勻流動，抑制枝晶生長，提升電池的機械穩定性。密度泛函理論(DFT)計算顯示，該界面層改善了鋰離子的吸附與脫附過程，增強了電極的可逆性。實驗結果表明，經過這種處理的鋰金屬電極在與高容量NMC811正極(超過20 mg/cm²)組合時，其循環壽命是傳統鋰金屬電極的兩倍以上。此外，該技術在約120°C的相對低溫下即可實施，具備大規模應用的潛力。相關研究成果已發表於《ACS Nano》期刊。
參考資料：Engineered interface layer extends life and enhances safety of next-generation lithium-metal batteries. TechXplore, 2025/5/26

新型燃料電池可能實現航空電動化
麻省理工學院(MIT)研究團隊開發出新型燃料電池，使用液態鈉金屬與空氣反應發電，能量密度超過鋰離子電池三倍以上，達到每公斤1700瓦時。該技術採用固體陶瓷電解質和多孔空氣電極，將鈉離子與氧氣反應產生電力。與傳統電池不同，此燃料電池可快速補充燃料而非充電。反應過程不產生二氧化碳，副產品氧化鈉還能吸收大氣中的二氧化碳，最終形成碳酸氫鈉。此技術特別適用於航空運輸，有望實現區域性電動飛行，研究團隊已成立Propel Aero公司進行商業化開發。
參考資料：New fuel cell could enable electric aviation. ScienceDaily, 2025/5/27

非洲綠氫生產成本遠高於先前預期
根據德國慕尼黑工業大學(Technical University Munich)的一項研究發現，非洲的綠氫生產成本比先前估計的高出許多。研究團隊分析了31個非洲國家的情況，發現僅有約2%的地點在沒有外部支持的情況下具備出口到歐洲的競爭力。主要原因在於高昂的資金成本，部分地區的融資利率甚至高達27%，遠高於先前模型假設的4%至8%。此外，基礎設施不足和政治不穩定也增加了投資風險。研究建議，若歐洲政府能提供價格和購買保證，將有助於降低投資風險，使綠氫生產成本降至每公斤約3歐元，改善非洲綠氫在全球市場的競爭力。相關研究成果已發表於《Nature Energy》。
參考資料：Green hydrogen from Africa much more costly than previously assumed. TechXplore, 2025/6/2

自修復電極有望透過水電解產生更便宜、更持久的綠色氫氣
韓國首爾大學（Seoul National University）工程的研究團隊開發出一種創新的水電解操作技術，利用商用鎳電極在不依賴昂貴貴金屬催化劑的情況下實現高效率且持久的綠氫生產。透過電化學活化（EA）與動態極化控制技術實現了電極的自我修復功能，該方法定期施加微弱的還原電壓，使電解液中微量的鐵（Fe）離子重新附著於電極表面，與鎳形成高活性的氧化物催化層，使其保持高效能與穩定性。在1 A/cm²的高電流密度下，單一電池穩定運行超過1,000小時，三堆疊系統也展現良好可擴展性。該技術不僅大幅降低生產成本，簡化製程，並延長電極壽命，是改善綠氫經濟性和可擴展性的革命性策略，更為推動碳中和與綠氫經濟提供重要突破。研究成果已發表於《Nature Communications》。（1107字；圖1）
參考資料：Self-healing electrodes promise cheaper, longer-lasting green hydrogen from water electrolysis. Phys.org, 2025/6/5

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