目前儲能系統（ESS）中使用的鋰離子電池（LIB）不僅昂貴，還容易發生火災，因此迫切需要開發更便宜和更安全的替代方案。由韓國科學技術研究院（Korea Institute of Science and Technology，KIST）能源儲存研究中心 Oh Si Hyoung 博士領導的研究團隊，成功開發了一種高安全性的水性可充電電池，堪稱是兼具成本和安全的最具潛力替代方案。該研究成果並獲得韓國科技部的贊助。
相對於昂貴又易燃的鋰離子電池，僅管水性可充電電池的能量密度較低，但卻擁有無與倫比特別低廉的原料成本優勢。但該電池一樣存在安全疑慮，這是因為寄生性水分解所產生且持久累積的氫氣，會導致內部壓力逐漸升高，電解質最終因此消耗殆盡，引發極大的電池安全疑慮，這也成了該電池遲遲無法商業化的原因之一。
長久以來，已有一些研究人員嘗試透過安裝表面保護層以減少金屬陽極與電解質之間接觸面積的方式來解決，但在大多數的情況下，仍然無法避免金屬陽極腐蝕與電解質之中水會分解的狀況，在長期運行中持續累積的氫氣很有可能引發爆炸。
開發出由二氧化錳和鈀組成的複合催化劑，能將氫自動轉化成水
對此，Oh Si Hyoung 團隊開發出一項能使氫氣安全轉化為水的創新技術，進而提升了水性可充電電池的安全性。具體而言，該團隊開發出一種由二氧化錳和鈀組合而成的複合催化劑，能將電池內部產生的氫自動轉化成水。根據研究人員的實際驗證，在添加新開發催化劑的原型電池中，電池內部壓力始終保持在安全極限以下，並且未觀察到電解質出現耗盡的狀況。
Oh Si Hyoung 表示，研究團隊還特別為這款電池擬定了客製化安全策略並內建主動式安全機制，以便自動控制各種可能的風險因素。目前像是氫氣站、核電廠等工業基礎設施，已經成為氫氣外洩甚至爆炸的高風險場域之一，Oh Si Hyoung 團隊的研究成果將成為確保這些場域公安的最佳解決方案。
這項研究成果有效解決了水性電池中最令人擔憂的安全問題，無疑為今後儲能系統中的商業化應用邁出重要的一步。可以預見的是，以更經濟更安全的水性電池取代鋰離子電池，勢將帶動全球儲能系統的進一步增長。
（首圖來源：shutterstock）
標題：化氫為水的創新技術！韓科學家開發出比鋰離子電池更便宜更安全的水性電池
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