鎂電池充電挑戰被破解

雖然鋰電池為當今儲能主力，但目前仍有許多研究團體與廠商試圖找出比鋰離子電池更穩定與有效的儲能技術，美國能源部國家再生能源試驗室（NREL）近日便成功研發出鎂固態電池，且該電池原型能量密度與材料成本皆比鋰電池佳。

鎂地球包含量比鋰礦更豐富、成本更低，電量也標榜為鋰離子電池的兩倍，但仍有諸多障礙待跨過。

照理來說電池離子可透過電解質在正負極之間流動，借由電化學反應為電池供電，且該反應非得是可逆的，不然無法為電池充電，但鎂電池中的碳酸鹽（carbonate）電解質在充放電循環中容易在鎂表面形成阻擋層，妨礙電池充電。

雖然鎂也可以透過高腐蝕性液態電解質充放電，但倘若采用腐蝕性電解質，鎂電池將無法在高電壓下運作，也有安全疑慮。因此NREL研發新型電解質，將聚丙烯腈（polyacrylonitrile）與鎂離子鹽（magnesium-ionsalt）混合成固態電解質，可保護鎂陽極并提升電池性能。

目前研究人員已成功打造鎂固態電池原型，研究更指出，被保護的鎂陽極也可在碳酸鹽電解質中充電，且可提供更多能量。此外，研究團隊除了成功研發出可循環充電的鎂電池，也提供陽極與電解質不相容處理途徑跟破解陰極對離子的局限。

鎂本地球的含量相當豐富，蘊藏量排名第八，且鎂為堿土金屬，價電子數為2，與價電子數為1的鋰相比，可提供近兩倍電量，再加上鎂不會生成枝晶，電池不會有爆炸風險。倘若鎂電池成功推行并商業化，對需求量快速攀升的電池市場大有裨益。

NREL材料科學科學家ChunmeiBan表示，居于儲能主導地位的鋰電池電量已逐漸達到頂峰，因此急切需要找出新一代儲能技術，而新型電池還非得能以更低成本提供更多電量。NREL科學家Seoung-BumSon則指出，這項發現有助為鎂電池將來鋪路。

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