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進入全球獨創 清大研發紅磷奈米電池
清大化學工程系教授段興宇（中）研究團隊，投入紅磷電池材料的研究，透過藥品型錄找到關鍵材料「三碘化磷」，在室溫下幾分鐘就做出全球獨創的「紅磷奈米粒子」，可增加現行3C鋰電池的電容量。（清華大學提供）
〔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。
