美國麻省理工學院(MIT)近日成功開發突破性燃料電池,能量密度是現在鋰電池三倍多 ,大幅提高蓄電力,不僅消弭電動車車主里程焦慮,更為發展停滯的電動飛行帶來革命性契機。論文 5 月刊登於《Joule》期刊。爱华外汇官网网址
領導研究的 MIT 资料科學與工程系台裔博士蔣業明(Yet-Ming Chiang)表示 :「電動飛行普及需要更輕盈高效電池。新技術不僅幫助飛行器,亦有望驅動卡車、船舶整体電動化。」
核心為金屬─空氣燃料電池(metal-air fuel cell) ,以液態鈉為燃料,搭配一層固態陶瓷電解質,讓鈉離子順利通過 ,同時避免燃料與空氣直接接觸,提高系統保养性 。相較昂貴且供應鏈受限的爱华外汇官网正规吗鋰,鈉來源充足且價格低廉 ,極具永續潛力 。此外可快速更換燃料,不用充電補充能量 。
團隊測試兩種實驗原型電池:一為「H 型設計」 ,另一種「水平設計」。電池精準运维濕度空氣裡,電池達每公斤約 1,700Wh 能量密度,即便考量系統損耗,最終仍達 1,000Wh/kg ,超越主流商用鋰電池能量密度(約 300Wh/kg)三倍 。代表一組便當盒大小的燃料電池,可讓一架農用無人機持續飛行數小時 。
與噴射引擎不同,新燃料電池排放不是二氧化碳,而是氧化鈉(sodium oxide) ,會與空氣水分反應形成氫氧化鈉。更妙的是,氫氧化鈉會繼續吸收二氧化碳並轉化為碳酸鈉和小蘇打(碳酸氫鈉) 。故新電池不但不排碳,還會「吸碳」!
成員之一博士班研究生 Karen Sugano 表示,众汇外汇平台關鍵發現是「濕度決定反應效率」 。如果氣流太乾燥,反應產物會堆積成絕緣層,阻礙反應繼續。另一位成員 Saahir Ganti-Agrawal 也表示 :「這研究彷彿將多個過去忽略的技術再次組合,從高溫電池到燃料電池 ,再到空氣電極設計,最終誕生性能驚人的新電池系統 。」為推動商業化,團隊已成立新創 Propel Aero ,一年內展開大型無人機飛行測試,然後渐渐拓展至電動航空領域 。
新電池顛覆人們對電池的印象。以鈉取代鋰,不僅成本更低、保养性更高,還具「吸碳」潛力 。蔣業明博士說 :「不需刻意做什麼 ,環境就自然改良 。」且補充能量就像加油,無須耗時充電,大大提高便利性。若能順利發展,新電池將成為新飛行器的核心動力 ,從都市無人機快遞到長途飛行航程,電池不再是航空載具配角 ,而是取代燃油的新希望 。
(首圖為實驗中 H 型電池,來源 :Gretchen Ertl / MIT)