全球獨創 清大研發紅磷奈米電池 - 電池

http://news.ltn.com.tw/news/life/paper/1093426

全球獨創 清大研發紅磷奈米電池

2017-04-12 自由時報

〔記者吳柏軒／台北報導〕清華大學化學工程系教授段興宇研究團隊鎖定紅磷材料電池，
打破傳統高溫製程，突發奇想從藥品型錄中尋找原料，找出碘跟磷合成物，在室溫下僅五
分鐘就溶合出全球獨創的「紅磷奈米粒子」，讓磷的電導率提升一百億倍，將可取代商用
電池的負極石墨，提升電池續航力，成功獲國際權威奈米科學期刊《Nano Letters》刊登
報導，讓電池研究更上一層樓。

室溫下可製出 電池續航力大增

段興宇解釋，學理認為紅磷比石墨可多七倍的電容量，但有導電性極差的缺點，根本無法
充電，傳統用高溫來提升磷的導電性，卻也因此讓磷容易耗損，若添加其他材料變複合體
，又降低電容量，故全球的紅磷電池研究陷入瓶頸。

段興宇說，學生研究時，決定打破傳統，甚至要來一本藥品型錄，從中找尋含磷品項，測
試實驗數百種後，成功找到一種「三碘化磷」原料，透過還原劑跟界面活性劑，在室溫中
把液體混合，五分鐘內立刻產生鮮橘色的「摻碘的紅磷奈米粒子」，成為紅磷電池最佳材
料。

反向思考 從藥品型錄中找到靈感

該研究第一作者、清大化工博士生張維中表示，成功關鍵是「反向思考」，因傳統研究都
要高溫，但該製程無法讓磷單獨形成奈米材料，某次偶然下，用沸點較低的三碘化磷實驗
，竟然出現意想不到的好效果，因此重新設計，終於創出全球第一個室溫下誕生的紅磷奈
米粒子。

段興宇表示，將紅磷變成含碘的奈米粒子，其電導率提升一百億倍，更容易充電，且實驗
顯示，在數百次的充放電後，粒子依然穩固沒有被破壞，可直接用在商用電池中，取代負
極石墨。若以蘋果手機電池為例，原本要用六克石墨，如今只要一克的紅磷奈米即可，將
可做出更小、更輕、續航力更佳的新電池；未來還能用在鈉離子電池上，幫助綠能電網儲
電的效率大幅提升，目前已申請多國專利中。


--