可充電零碳排 澳洲發明質子電池

〔編譯孫宇青／綜合報導〕澳洲皇家墨爾本理工大學（RMIT）的研究團隊，近日成功研發全球第一款以碳和水為燃料的可充電質子電池，不僅原材料較易取得且價格低廉，還具有零碳排放的環保優點，可望在五到十年內挑戰現有的鋰離子電池。

澳洲媒體報導，不同於鋰離子電池的電極材料為極度稀有且昂貴的金屬，質子電池由碳材料組成電極。而質子電池的關鍵技術在於其充電過程，當質子電池與可逆式燃料電池接合後，燃料電池的電力分解水後釋出質子，質子通過質子交換膜，並借助施加的電壓提供的電子，直接與電極中的碳結合。接著質子再度釋出，通過質子交換膜後，與空氣中的氧作用形成水並產生電。

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團隊的主研究員安德魯斯（John Andrews）指出，質子電池在滿足現今龐大能源需求上潛力十足，因為相較於使用稀有金屬資源的鋰離子電池，質子電池用作電極材料的碳，藏量豐沛且價格相對低廉，且因為碳在充電過程中不會產生燃燒，也不會排放，比化石燃料更具有環保功能，在減少溫室氣體排放、對抗氣候變遷方面助益良多。

質子電池另一項重要優勢在於，成功避免氫氣散逸或分解成質子所造成的能量散失，因此，能量效率可與鋰離子電池媲美。團隊指出，目前的質子電池雛形，活性表面僅五．五平方公分，但已可儲存與市售鋰離子電池每單位質量相當的能量，且這僅是未經充分利用的成果。安德魯斯表示，團隊今後將著重使用石墨烯等原子級碳基材料，提高質子電池的性能及能量密度，與鋰離子電池一較高下。

未來，質子電池將可應用於家庭太陽能模組，或替電動車充電，也可運用在中等規模的電網，如同特斯拉（Tesla）公司在南澳洲建立的鋰離子電池儲電設備。這項研究有部分受到澳洲和美國官方贊助，成果已發表於「國際氫能雜誌」。