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前瞻技術脈動：先進材料與技術（202404）

關鍵字：鋰硫電池；奈米多孔聚合物；鋰箔陽極；鋰離子電池(LIBs)；水性可充電電池；氧化錳；鈀；氫氣；光纖；微型化無線光通訊；雙向數據傳輸；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年2月17日
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圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202404）

更小、更輕的鋰硫電池降低了成本並改善了回收選擇
鋰硫電池效率很高，但尋找、提取和運輸鋰的過程會留下顯著的環境足跡。莫納什工程學院與皇家墨爾本理工大學的研究人員將奈米多孔聚合物直接應用到鋰箔陽極上，創建了一種新的電池設計。

該設計使用更少的鋰，比具有更多的鋰單位體積的能量更大，持續時間更長，而價格將是鋰離子電池的一半。新設計不需要鎳或鈷，從而消除了對環境和社會成本巨大的礦物的需求。鋰金屬保護技術將成為我們追求未來能量密集和永續電池的關鍵。這項研究建立了一個新的框架來保護鋰金屬免受快速衰減或災難性故障的影響，而這一直是鋰硫電池的致命弱點 。
參考資料：Smaller, lighter lithium-sulfur battery lowers costs and improves recycling options. TechXplore, 2023/10/13.

 比鋰離子電池更便宜、更安全的替代品­—水性可充電電池 
今年夏季的極端天氣，如史無前例的熱浪和大雨，凸顯了對可再生能源和高效能量儲存的需求。雖然目前在能量儲存方面使用的是鋰離子電池（LIBs），但它們不僅昂貴，同時也存在著安全問題。

韓國科學技術研究院的研究人員已經開發出一種水性可充電電池，作為一種經濟實惠和安全的替代方案。這種新型電池包含了一種由氧化錳和鈀組成的複合催化劑，能夠有效地將電池內部產生的氫氣轉化為水，提高了安全性。這項技術有望革命性地改變能量儲存，並可能在各種關注氫氣安全的工業設施中實際應用。該研究發表在Energy Storage Materials期刊上。
參考資料：A cheaper, safer alternative to lithium-ion batteries: Aqueous rechargeable batteries. TechXplore, 2023/10/13.

微型化無線光通訊的突破讓高速無線傳輸無所不在
在沒有光纖連接的環境下，要實現高速光傳輸有諸多挑戰。南京大學的研究團隊成功研發了一種微型化無線光通訊系統，為無可靠光纖連接的地區提供了高達9.16Gbps的通信頻寬。該系統採用商業光纖通信收發模組，不需光放大器，透過多個感測器和先進演算法實現了自動、快速且高準確度的擷取追蹤，誤差極低且能實現雙向數據傳輸。

這種微型無線光通訊系統能夠在沒有可靠光纖連接的地區實現高速無線傳輸，並提供了隨插即用的配置方案，可在幾分鐘內設定完成，研究成果已發表於《Advanced Photonics Nexus》期刊。（788字；圖1）
參考資料：Miniaturized free-space optical breakthrough unlocks high-speed wireless communication anywhere. TechXplore, 2023/10/17.


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