前瞻技術脈動：能源技術(202617)

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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7月17日

圖、前瞻技術脈動：能源技術(202617)

量化沼氣中的化合物以實現更清潔的能源
保羅謝爾研究所(PSI)研究團隊提出一套全新分析技術，可在生質氣中以十五十億分之一(ppb)等級同時偵測硫化物與矽氧烷等關鍵雜質。這些雜質雖濃度極低，卻會在燃燒時形成如二氧化矽般的沉積物，降低鍋爐效率，並毒害燃料電池或干擾生質氣升級為生質甲烷的程序，因此精準量測對能源系統的安全與效率至關重要。新方法利用氣相層析分離組成，再以電感耦合電漿質譜(ICP-MS)選擇性偵測硫與矽的同位素，使其能從大量背景成分中精確辨識極微量雜質。研究團隊一併開發出可攜式液體淬取取樣器，小型沼氣廠無需昂貴設備即可蒐集樣品，且雜質在液體中可穩定保存至少28天，使樣品能寄送至實驗室分析。
參考資料：Quantifying compounds in biogas for cleaner energy. TechXplore, 2025/11/28

全固態電池：空間電荷效應的新發現可望提高效率
研究人員利用薄膜模型電池首次以開爾文探針力顯微術(KPFM)與核反應分析(NRA)原位觀察空間電荷層的形成與動態變化。研究發現該電荷層主要出現在正極界面，厚度小於50奈米，約佔整體電池內阻的7%，且其規模會隨電池充電狀態而變化。不同於以往研究因量測手段差異而得到的厚度估值高度不一致，這次雙重微觀技術同步驗證了電位變化與鋰離子聚集位置，使其成為全固態電池界面研究的重要突破。
參考資料：All-solid-state batteries: New findings on space charge effects could improve efficiency. TechXplore, 2025/11/28

單分子膜可以使鋰電池更安全、壽命更長
鋰金屬電池可提供比鋰離子電池高1.5倍以上的能量密度，但因充電時易生成鋰枝晶穿刺隔膜，導致短路與爆炸風險，使其難以商用。浦項工科大學（POSTECH）與韓國多機構研究團隊針對此核心瓶頸開發出一種分子層級改質的隔膜技術，在傳統聚烯烴隔膜表面化學接枝含氟（–F）與含氧（–O）極性官能基，使隔膜同時能調控負極與正極界面的反應動力學。在負極側，官能基促進形成均勻穩定的鋰氟化物（LiF）保護層，有效抑制枝晶成長；在正極側，則抑制 HF 的生成，維持材料結構完整，減少循環衰退。這片單一膜就像超薄雙面防彈衣，可同步穩定雙極界面。
參考資料：Single molecular membrane can make lithium batteries safer and longer-lasting. TechXplore, 2025/12/1

無需電力即可自加熱和製冷：開發出無需電源的3D智慧能源設備
全球約30%能源使用來自建築，其中70%用於暖通空調。現行節能技術多仰賴外部電源或控制系統，限制其在偏遠或低能源場域的應用。大邱慶北科學技術院（DGIST）主導的跨校研究團隊以傳統建築「屋簷角度因地制宜」的理念為靈感，開發出一種無需任何電力即可自動切換冷暖模式的3D智慧建築節能裝置。核心為對溫度敏感的形狀記憶合金（SMA），其在升溫時驅動3D結構自動閉合，露出高反射並具中紅外輻射冷卻功能的表面，使裝置進入冷卻模式；氣溫降低時結構打開，露出可強烈吸熱的黑色塗層，將太陽能有效轉換為熱量，提供加熱模式。此自動機制不需任何外加電力或控制模組，即可依季節與環境溫度自律切換。（1046字；圖1）
參考資料：Self-heating and cooling without electricity: Non-powered 3D smart energy device developed. TechXplore, 2025/12/1

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