價格低廉生長容易 還能環保永續 菠菜催化劑 讓電池更高效 編譯/韋士塔 |2021.01.30 語音朗讀 1904觀看次 字級 大 中 小 波菜不僅是食物,還能變成高效燃料電池的催化劑。圖/美聯社 科學家把菠菜中高密度的分子用於工業用途。圖/美聯社 研究人員嘗試運用菠菜的光合作用機制,提高電池效率。圖/美聯社 編譯/韋士塔製造高效燃料電池的關鍵是催化劑,優良的催化劑能讓電池產生更快速、更有效率的化學反應,從而提高能量輸出。目前的燃料電池通常使用鉑基(Pt-based)催化劑,透過氧還原反應(oxygen reduction)轉化為電力,但美國科學家正嘗試使用波菜製作催化劑,不僅更環保,成本更低,效率也可能更高。美利堅大學(American University)的研究人員在《科學》(Science)期刊中指出,他們一直尋找成本低、性能好的催化劑;菠菜價格低廉,易於生長,其成分富含鐵和氮,在科學領域有著悠久的歷史;數十年來,科學家嘗試把菠菜的光合作用和電化學特性,應用在工業用途。2012年時,美國范德堡大學(Vanderbilt University)的科學家曾嘗試使用菠菜製作「生物混合」(biohybrid)太陽能電池。此外,中國大陸研究人員也曾在2014年發表論文,探討從菠菜中收集活性炭作為電容器電極的實驗;去年,一組中國大陸科學家則研究以菠菜製作奈米複合材料,作為光觸媒。近來,研究人員使用菠菜製造催化劑,改善燃料電池的性能;他們把菠菜的葉子洗淨、磨成汁再冷凍乾燥,接著磨成粉末,並加入三聚氰胺;此外,研究人員還加入氯化鈉和氯化鉀,幫助形成小孔以增加化學反應的表面積,讓氧氣可以穿透材料,提高電池的能量輸出。實驗數據顯示,以菠菜為原料的催化劑,比鉑基催化劑更有效。報告指出:「菠菜是一種可再生的生物質,其化學活性和穩定性,甚至優於當前普遍使用的商用鉑基催化劑。鉑礦的數量稀缺、成本昂貴,且容易產生化學毒素。」研究人員指出,永續發展是他們考慮使用菠菜的重要因素,也正在思考如何解決催化劑生產過程產生的碳足跡,因為目前的製作程序需使用高溫,把這些複合材料在攝氏900度的溫度下分解,製成奈米薄片。若能使用不同的方法獲得相同類型的材料,將可減少能源消耗,顯著減少碳排放。高效、環保的電池,足以牽動多項產業的發展,包括電動車、智慧手機和軍事裝備。以電動車為例,純電池驅動的電動車近年來銷售量持續升高,關鍵因素就是電池技術的進步。若能開發出能量密度更高、使用壽命更長和成本更低的電池,將可助製造商搶占商機。菠菜的應用技術若能突破,將讓電池更符合電動車的環保理念,也將有助吸引更多重視環保的消費者。研究人員強調,他們的創新方法能夠把菠菜製成高性能催化劑,但目前的實驗仍只是在初期階段,距離商業應用還有一段距離。在實驗室環境中表現出色的產品,實際應用時可能面臨其他挑戰;但最重要的是,「最新結果證實,我們能夠利用自然資源的氧還原反應,製造具有環保永續性的高活性碳基催化劑」。 前一篇文章 權利利益關係不對等 訴求政府介入 科技巨擘壟斷 藝術家求援 下一篇文章 超越政治鴻溝 童年回憶繪製成3D圖像 VR造出故鄉 脫北者圓夢 熱門新聞 01今恐股匯雙壓 財經部會、央行緊盯2026.11.0202食用油缺貨又漲價 桶裝油飆破千元2026.11.0103APEC峰會 我領袖代表難尋2026.11.0204《島嶼蔬食地圖》 導航在地四季美食 2026.11.0205QS亞洲大學排名 佛大、南華登榜2026.11.0506【詩】來去烏日. 溪尾寮生活誌2026.11.0407動物逃逸中(上) 驚險又爆笑2026.11.0108【植日綠洲】千面美人 一日三色木芙蓉2026.11.0109 2027年啟動開發 國科會首揭 台積電1奈米布局台南2026.11.0310泰國王后駕戰機 創全球在位首例2026.11.04 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 廢棄塑膠升級再造 變身安全食物資料中心廢熱 轉化溫泉浴場能源AI升級農業生態 健康產業大成長永續飲食零浪費 順應環境變遷雅典廢棄機場 變身歐最大海岸公園 作者其他文章廢棄塑膠升級再造 變身安全食物資料中心廢熱 轉化溫泉浴場能源AI升級農業生態 健康產業大成長永續飲食零浪費 順應環境變遷雅典廢棄機場 變身歐最大海岸公園