編譯／潘楠慕

二十世紀時，掌握石油的國家擁有主導權；如今全球轉向再生能源，能源主導權將取決於蓄電池技術；蓄電池可儲存再生能源，是確保能源安全的關鍵，也成為重要戰略物資，尤其是車用電池。

專家推算，二○三○年時車用電池市場規模將擴大為目前的十倍；中國大陸、日本、美國和歐洲，正在爭搶這個產業的領先地位。

中國大陸青海省的察爾汗鹽湖，數億年前曾是海底，目前的湖水因而累積大量的鹽分和金屬，包括蓄電池不可或缺的鋰；青海因此成為全球的鋰生產重鎮，產量占全球百分之十，也讓中國大陸在鋰離子電池市場市占率高百分之七十。

北京當局早已意識到電力儲存技術的重要性，也把這項技術的創新列為重點項目，目標是二○三五年時，讓國內所有新車都是純電動、油電混合或是燃料電池驅動的環保友善車款。

全球最大車用電池製造商寧德時代新能源科技公司（CATL），肩負這項重大任務；該公司二○二○年推出規模高達一百億美元的投資計畫，不僅要滿足內部的需求，也將積極拓展海外市場；寧德時代第一座海外工廠，將於今年在德國啟用，主要客戶包括BMW車廠。

中國大陸官方和民間企業全力鞏固蓄電池優勢之際，也面臨其他國家的強力競爭；例如，美國總統拜登已簽署行政命令，加強監管高容量電池的供應鏈；此外，歐洲的電動車電池有半數從中國大陸進口，但新冠疫情一度造成供給中斷，也讓歐洲開始設法另尋供給來源，降低對中國大陸的依賴。

歐盟已批准電池生產的補助方案，吸引廠商在歐洲設廠。歐盟執委會副主席維斯塔哲（Margrethe Vestager）表示，鋰電池、鈷電池是重要物資，攸關區域安全，當局提供獎勵和補助非常合理，歐洲各國政府將齊心協力，支持業界開發更創新、更具永續性的電池。

日本的車用電池發展以松下電器（Panasonic）為首，在全球車用電池市場的市占率為百分之二十，雖然低於中國大陸，但在技術方面具有優勢；根據歐洲專利局（EPO）和國際能源總署（IEA）的資料，日本的專利申請總數為兩千三百三十九項，是全球最高，也是中國大陸的三倍。

松下電器試圖擴張市場，也關注人權議題；以鈷電池來說，全球使用的鈷，有五成來自剛果民主共和國，但該產業涉及童工問題；此外，鈷金屬的加工，有六成由中國大陸企業承攬；為了避免童工遭到剝削及過度依賴中國大陸，松下已制定三年內無鈷電池商業化的目標。

鋰電池的前景可期，但也引發環保方面的疑慮，因為從岩石或鹽水中提取這種金屬，並加以提煉的過程，將產生大量二氧化碳；不過，一些公司的創新技術，有助改善這個問題。

澳洲瓦肯能源資源公司（Vulcan Energy Resources）表示，該公司的「零碳工藝」，能從地下抽取高溫鹽水，利用蒸汽驅動渦輪機發電，把這些電力用於提煉設備。

瓦肯能源資源副總裁勒多克斯-佩德勒斯（Vincent Ledoux-Pedailles）表示：「過去幾年的資料顯示，交通運輸領域的減碳成效不足；我們必須從採礦的供應鏈著手，確保採用永續工藝。」

豆腐 幫太陽能電池解毒

全球各國轉向再生能源，太陽能電池技術日益受重視；傳統太陽能面板電池的製程須採取繁複的安全措施，因為其中一項原料為有毒物質；不過，利物浦大學的研究人員已發現製作豆腐時使用的天然原料，可以取代這種有毒原料，並可大幅降低成本。

利物浦大學史蒂文森再生能源研究所（Stephenson Institute for Renewable Energy）研究員梅哲（Jon Major）表示，太陽能面板的氯化鎘可大幅提高電池的轉化效率。然而，這種化學物質的成本昂貴，且毒性極強；此外，在太陽能電池使用壽命結束時，這種有毒化合物的溶解性相當高，需要專業人員處理才能免於汙染環境。

梅哲表示，世界各地的研究人員正不斷嘗試新的材料，試圖降低太陽能電池的成本，目前已發現一些食材的成分可添加到太陽能電池中，例如辣椒素。辣椒素能讓電池中的活性物質顆粒膨脹，更有效地輸送電能。

梅哲以各種食材進行實驗，發現製作豆腐的凝結劑鹵水含有氯化鎂，這種化學物質可從海水中提取，應用範圍很廣泛，包括道路除冰、製作化肥、滅火器原料等；氯化鎂的電池轉化效率與氯化鎘相同，用來取代氯化鎘，不僅成本較低，也更環保。

梅哲表示：「使用氯化鎘時，必須有通風和防護設備，但使用氯化鎂生產太陽能電池時，製程相對簡單且安全；此外，氯化鎂的成本，大約只有氯化鎘的三百分之一。」

梅哲希望找出更多合適的材料，進一步擴大太陽能電池的應用；他說：「太陽能電池的研究涉及物理和化學，也就是材料科學。我研究氯化鎂的優點後，才發現這種材料也用於製作豆腐；我希望其他研究人員也多加嘗試，取得有趣的突破。」

海帶 新型生質燃料來源

海帶是新型的生質燃料來源，但在養殖方面仍需克服一些挑戰，例如打造日照時間長、養分豐富的環境。美國科學家已開發一種「電梯」，能夠上下調整海帶生長位置，加快生長速度。

生質燃料能夠為汽車、飛機、輪船和卡車提供動力，第一代生質燃料的來源為棕梠、甘蔗、玉米、黃豆，第二代則是木材、農林廢棄物，均為陸上農作物。然而，這些選擇仍有一些缺點，包括占用耕地，消耗大量水資源、農藥和化肥汙染及影響生物多樣性。

相較之下，海帶的生長速度快，不占耕地，產量也比黃豆等傳統生質燃料作物還高。南加大環境科學家金姆（Diane Young Kim）表示，海帶不僅能避免環保問題，且在生物學上的特性，也更適合作為生質燃料，因為海帶其實是一種原生生物，不屬於植物、動物和真菌，轉化為燃料的流程相對較簡單，且生長過程能吸收二氧化碳，有助改善海洋酸化的狀況。

金姆表示，在光照、水流、溫度適宜的環境下，海帶生長速度極快，每天可達三點五公分；然而，日照豐沛的位置雖能滿足光合作用條件，卻較不易吸收深層海水中的豐富硝酸鹽、磷酸鹽等養分。

為了加快海帶生長速度，金姆主持的研究團隊使用玻璃纖維管、不銹鋼電纜設計一部類似升降機的設備，在日間讓海帶停留在海洋表層，入夜後則降到水下八十公尺處吸收養分。

實際測試結果顯示，使用「海帶電梯」養殖的海帶，生長速度可達普通養殖方式的四倍。研究人員表示，「海帶電梯」是創新的概念，但製作相關設備的材料容易取得，且成本相當低廉；這套系統若能被廣泛採用，將有助大量生產更平價的生質燃料。