【記者曹麗蕙台北報導】清華大學化工系教授段興宇,率團隊研發全新電池材料「摻碘的紅磷奈米粒子」,可望大幅提升3C產品的電池充電量,研究成果登上《奈米科學標竿期刊》(Nano Letters),《美國化學化工新聞》(C&EN news)也特別撰文報導。
團隊亦運用全新電池材料,做出全球第一個紅磷為負極的全電池,可實際使用。段興宇表示,「摻碘的紅磷奈米粒子」電池的電容量,是目前鋰離子電池的七倍,耗材只要六分之一,並大幅延長電池續航力。
段興宇解釋,鋰離子電池廣泛使用於3C商品,但電容量(也就是一次充電能使用的量)遲遲無法再提升,關鍵在於負極所使用的石墨材料,電容量已達極限。
研究團隊耗時一年多,實驗過數百種材料,終於發展出溶液合成法,以三碘化磷為原料,在室溫下只要五分鐘,就可合成出「摻碘的紅磷奈米粒子」,電導率瞬間提升為原來紅磷的一百億倍,且經數百次的充放電後,仍然穩定不破裂。
博士生張維中透露,成功的關鍵在「反向思考」。他說,嘗試合成奈米磷化物時,通常要在高溫下才能釋放磷的前驅物,但一次實驗中,他試用沸點較低的前驅物—三碘化磷,產生意想不到的好效果,成功在室溫下製造出摻碘的紅磷奈米粒子,成為全球首例。團隊已著手申請多國專利。