前瞻技術脈動：能源技術（202309）

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2023年10月27日

圖、前瞻技術脈動：能源技術（202309）

從稀薄空氣和廢塑料製成的潔淨、永續燃料
劍橋大學的研究人員開發了一個太陽能驅動的反應器，能夠將捕捉到的二氧化碳和廢塑料轉化為永續燃料和其他有價值的化學產品。此項技術的突破在於能從實際工業排放或空氣中捕獲二氧化碳，並將其轉化為永續燃料。雖然在實現工業規模應用之前還需進行改進，但這項技術為生產無需破壞性開採石油和天然氣的潔淨燃料邁出重要一步。研究人員靈感來自於碳捕捉和儲存（CCS）技術，而這項新技術將碳捕捉與利用結合，讓捕獲的二氧化碳變得有用，同時消除對化石燃料的使用。這個太陽能驅動的系統可以將空氣中的二氧化碳和塑料轉化為燃料和化學品，為零碳未來鋪平道路。不僅能減少工業排放的碳排放問題，同時能捕獲並利用空氣中的二氧化碳製造潔淨燃料，有助於避免氣候破壞性。研究人員正在開發實用性和效率更高的示範設備，以展示直接空氣捕捉與二氧化碳利用結合的優勢。此研究發表於Joule期刊上。
參考資料：Clean, sustainable fuels made 'from thin air' and plastic waste. Science Daily, 2023/06/19.

具有更高存儲容量的鋁離子電池
在Energy & Environmental Science期刊上報導，德國烏爾姆大學和弗萊堡大學的研究團隊開發了一種基於phenothiazine的有機氧化還原聚合物作為陽極材料，該技術目的在於解決鋁離子電池發展的問題。他們的實驗證明，使用這種陽極材料的鋁電池的能量儲存量達到了前所未有的167 mAh/g，超越目前電池中普遍使用的石墨陽極材料的容量。這項研究成果為鋁離子電池的發展帶來了重要突破，未來鋁離子電池有望成為具有更高性能且可回收的替代能源方案。研究團隊表明，在進行5000次充放電循環後，這款陽極材料仍能保持88%的容量。這種電池的高放電電壓、特定容量以及在快速充放電速率下出色的容量維持能力，使其成為鋁離子電池發展的重要突破，有望推動先進且經濟的能源儲存解決方案的實現。
參考資料：Aluminium-ion batteries with improved storage capacity. Science Daily, 2023/06/13.

可使捕捉陽光效能更好的太陽能板
洛桑聯邦理工學院及柏林研究中心的兩批研究人員研發出一種新型太陽能電池，超越了傳統矽基太陽能電池的理論效率極限。大部分商用太陽能電池都是由矽製成，只能將一個較窄的太陽光頻段轉換為電力，導致其理論效率極限約為29.4％。為了克服這一限制，研究人員將矽與鈣鈦礦（perovskite）結晶結合在一起，鈣鈦礦能夠在不同的頻率範圍內從光中產生電力。透過使用雙階段過程或注入液態戊二醯胺碘化物，研究團隊分別實現了31.2％和32.5％的效率。然而，這些高效率目前僅限於較小尺寸的太陽能電池，而且長期穩定性仍然是一個挑戰。該研究發表在Science期刊上。(954個字；圖1)
參考資料：Solar panels could be about to get much better at capturing sunlight. New Scientist, 2023/07/06.

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