香港文匯報訊 電動車及電子產品普及使用鋰電池，惟其開採及銷毀過程對環境造成的負面影響備受關注。嶺大跨學科學院學者與清華大學、北京理工大學學者組成研究團隊，最新研究提出突破性新型「無負極鈉電池」技術，透過改變鈉電池內的電解液鹽濃度，能減低快速充電時容易出現短路及電池壽命短的問題；實驗更顯示，能夠在短短數分鐘內完成充電，同時能保持安全和穩定性。鈉元素在地球上極為豐富，在海水中亦含有大量鈉離子，價格僅為鋰的約十分之一以下，將有助降低電動車生產與儲能系統的成本。有關研究成果刊登在國際能源材料領域的頂級學術期刊《先進能源材料》（AdvancedEnergy Materials）。
學術界近年積極研究以「無負極鈉電池」，又稱「無儲庫鈉電池」，以取代鋰電池的可能性（圖一），但其商品化的一大障礙是由於鈉金屬較「軟」，在高速充電時容易出現短路，導致電池壽命縮短，甚至有機會發生安全事故。
嶺大與清華、北京理大學者組成的研究團隊，揭示鈉電池安全問題的關鍵控制步驟，在於控制鈉離子沉積的「物理機制」，團隊透過適度調整鈉電池內的電解液鹽濃度，成功將鈉沉積過程由既有的「擴散控制」，轉為「電荷轉移控制」（圖二）。該方法能大幅降低電池充電過程中短路的風險，提升電池的穩定性與壽命。此外，該新型電池在完全放電時不含金屬鈉，從而減低生產與運輸的安全隱患。
實驗室測試證明，當新型「無負極鈉電池」的電解液鹽濃度提升後，其鈉離子供應更充足，令鈉沉積過程變得平穩，其承受高速充電的能力提升至大於20mA cm⁻²，在10C的快速充電下仍保持良好性能，並在數分鐘內完成充電，超越目前商用鋰電池普遍1C至2C的充電速度；在500次循環充電後，仍保持超過七成電容量。
研究團隊指出，這項突破性發現為「無負極鈉電池」的實際應用奠定基礎，期望未來進一步將實驗模型推展至規模化應用於電動車、可再生能源儲能如風電、太陽能等，以至日常消費電子產品。
論文的共同通訊作者、嶺大跨學科學院副教授李亮亮指，團隊成功研發的新型無負極鈉電池，使用了地球資源更豐富、成本更低的鈉取代鋰，在資源與環保方面更有優勢，為全球能源轉型提供切實可行的新方案。鈉元素在地球上極為豐富，在海水中亦含有大量鈉離子，價格約為鋰的十分之一以下，有助降低電動車生產與儲能系統的成本。此外，相比鋰開採，鈉的提取過程更簡單，對環境破壞更小，有助推動更可持續的綠色經濟。
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