編譯／韋士塔

咖啡可提神醒腦，近來日本科學家發現，咖啡因不僅能幫助人們提振精神，甚至能用於提升電池的效率，降低電池生產成本，有助加快電動車及其他清潔能源運輸工具的普及。

隨著環境保育意識增強以及監管法規趨嚴，科學家、投資人已投入數十億美元研究內燃機引擎的替代技術，目標是減少溫室氣體排放。迄今為止，電動車領域已獲得重大突破，科學家也希望把清潔能源擴大應用到其他運輸領域，包括空運、航運；不過，清潔能源的儲存裝置，目前仍是生產電動車的最大成本，電池的續航力也成為許多人對新型運輸工具裹足不前的障礙；有鑒於此，研究人員正全力開發創新的電池材料。

研究人員指出，電動車電池目前仍以鋰離子電池為主，因為這種電池的性能與技術相對穩定；然而，鋰離子電池的動力表現仍不夠理想，且尚未突破「里程焦慮」（續航力不足）及價格居高不下的障礙。當前被看好且寄予厚望的替代方案是氫燃料電池，但這種電池仍有基礎設施不夠普及的缺點。

再以鋰離子電池的另一個關鍵材料鈷為例，這種金屬的採礦過程會破壞環境，其價格也容易大幅波動，促使業界亟欲找到替代材料，包括錳、鐵及鎳。此外，研究人員也嘗試使用成本相對低廉的鈉來替代鋰，但是鈉的能量儲存效率較差，儘管能夠降低成本，但無法提升電動運輸工具的行駛距離。

研究人員認為，人工智慧（AI）將是開發創新材料的關鍵。太平洋西北國家實驗室（PNNL）的研究團隊運用AI及高效能電腦，快速分析約50萬種可能適合用來生產電池的化合物。拜AI、高效運算所賜，研究團隊幾天內就從50萬種候選材料，篩選出18種適合用於電動車電池的化合物。此外，研究團隊已發現一種材料可讓電池中鋰的使用量減少70%，有助削減成本並解決供應受限的問題。

近來，日本千葉大學在替代能源領域取得重大成就；研究團隊在電池中加入咖啡因，可提高電池效率，並減少白金的使用量，大幅降低電池成本。

千葉大學的研究成果已發表在《通訊化學》（Communications Chemistry）期刊，報告指出，燃料電池包含3個部分：發生氧化反應以產生電流的陽極、電流流過的電解質以及連接到外部設備的白金陰極。在發電過程中，氫與氧會結合成水，是無害的副產品。然而，在電池運作一段時間後，陰極會被一層氫氧化鉑包覆，干擾氧氣還原反應（ORR），降低發電效率。

研究團隊的實驗顯示，在電解液添加少量咖啡因，有助抑制氫氧化鉑的形成；隨著電解質中咖啡因濃度的增加，電極的ORR活性顯著提高，最高可提升11倍；這也表示，在電池電極中添加少量咖啡因，將可增強電動車電池的性能，並生產更便宜、更高效的電池。