前瞻技術脈動：能源技術(202614)

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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6月18日

圖、前瞻技術脈動：能源技術(202614)

採用氮化硼奈米片的防漏墊圈可提高氫燃料電池的安全性
韓國國家科學技術研究會（KRICT）研究團隊開發出以功能化二維氮化硼奈米片（BNNFs）強化EPDM與矽膠墊圈的新型密封材料，提升氫能系統的安全性與效率。傳統非氟橡膠墊圈價格低、加工性佳，但氫氣阻隔與化學穩定性差；而高耐久的氟橡膠因成本高且受PFAS環保限制而難以廣泛應用。研究團隊透過1-PMA對BNNF進行功能化，使其能與聚合物鏈產生C–C耦合，形成緻密交聯網路，強化「迷宮效應」以降低氫氣擴散，同時提升材料熱性與化學穩定性。
參考資料：Leak-proof gasket with boron nitride nanoflakes boosts hydrogen fuel cell safety. TechXplore, 2025/11/19

研究為蓬勃發展的鈉離子電池提供了新的設計規範
布朗大學（Brown University）研究團隊釐清了鈉離子電池硬碳負極材料中鈉的儲存機制，為這類新興電池提供首度具體化的設計規範。由於石墨難以有效儲存鈉，業界轉向多孔結構的硬碳，但其微觀孔洞結構模糊不清，阻礙材料性能提升。研究者以具高度可控孔徑的沸石模板碳（ZTC）作為硬碳結構模型，搭配自製演算法與密度泛函理論（DFT）計算，模擬鈉原子如何在奈米孔洞中填充。結果顯示，鈉首先以離子鍵附著於孔壁，待孔壁覆滿後才以金屬團簇形式填入孔中心；這種「離子–金屬」雙模式儲存方式不僅可維持低負極電壓、提高整體電池電壓，也能避免金屬鈉析出造成短路。
參考資料：Research provides new design specs for burgeoning sodium-ion batteries. TechXplore, 2025/11/20

碳電極使1Wh級疊式鋰空氣電池具有更高的輸出功率和更長的使用壽命
鋰空氣電池因具備遠高於鋰離子電池的理論能量密度，被視為「終極二次電池」，但其輸出性能不足、循環壽命短與難以放大尺寸的問題阻礙其應用化。日本NIMS與東洋炭素組成的團隊成功開發新型碳電極，解決了這三大核心瓶頸。研究結合東洋炭素CNovel多孔碳材料的可控介孔結構與NIMS的自立式碳膜製作技術，打造出具層級化孔隙的高性能碳電極，不僅提升反應面積與氣體擴散效率，也提高電池輸出功率。同時透過提高碳電極結晶性，大幅改善耐久性，延長電池循環壽命。團隊亦建立可量產10×10 cm以上大面積電極的製程，使電池更容易擴大至實用尺寸。以4×4 cm電極製作的1 Wh級層疊式鋰空氣電池成功穩定運作，展現設備放大可行性。
參考資料：Carbon electrode enables 1-Wh-class stacked lithium-air battery with enhanced output and lifespan. TechXplore, 2025/11/21

離子熱電薄膜利用體溫為LED燈供電
蔚山科學技術大學（UNIST）團隊開發出新型離子熱電（ionic thermoelectric, iTE）薄膜，能在僅1.5 °C的人體–環境溫差下點亮LED，展現可穿戴自供電技術的重要突破。熱電材料可將溫差轉為電能，而在離子型系統中，驅動電壓的是離子（p型的H⁺、n型的Cl⁻）沿溫度梯度的定向移動。本研究以 PEDOT:PSS複合材料為p型、CuCl₂掺雜聚合物為n型，透過熱力學導向的材料設計精準調控離子濃度、擴散行為與聚合物內部結構，使兩者分別達到史上最高ZTi（p型49.5、n型32.2），性能較既有材料提升約70%。十對p/n薄膜串聯模組在1 °C溫差下即可輸出逾1.03 V，1.5 °C即能驅動LED。（1055字；圖1）
參考資料：Ionic thermoelectric film uses body heat to power LED lights. TechXplore, 2025/11/21

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