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前瞻技術脈動：能源技術（202411）

關鍵字：鈉離子電池；新型燃料電池；地下感測器；太陽能板；再生能源；電網；溴化物陰離子；
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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7月19日
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圖、前瞻技術脈動：能源技術（202411）
 
研究人員開發出長循環、高能量鈉離子電池
電能儲存需求的不斷增長，使用地球上豐富蘊藏的元素，並調整分層氧化物陽極的相生長。德國拜羅伊特大學、中國廈門大學、深圳大學、美國阿貢國家實驗室以及中國科學院物理研究所共同發表一種新型鈉離子電池的研究，透過控制充放電深度，可以調整分層氧化物陽極的相生長，實現棱柱型堆疊狀態與八面體堆疊狀態之間的均勻插入，避免相鄰的八面體堆疊錯誤，實現了更穩定的結構，相關研究結果已經在《Nature Energy》期刊上發表。
參考資料：Researchers develop long-cycle, high-energy sodium-ion battery, TechXplore. 2023/01/12.

新型燃料電池從土壤微生物獲取能量，為感測器、通訊設備供應動力
電池存在毒性、易燃的化學物質，且可能滲入土壤，開發可從土壤中微生物獲取能量之新型燃料電池。西北大學的研究團隊開發了一種新型燃料電池，可以從土壤中的微生物中獲取能量。這種技術可以應用於地下感測器，例如用於精密農業和綠色基礎設施的感測器。這種由土壤驅動的燃料電池可以作為電池的永續性環保替代品，避免電池中毒性和易燃的化學物質對環境造成不良影響。本技術的優勢在於不需要外部電源，能夠在土壤中持續運作，並可望應用於各種農業環境監測當中，相關研究結果已經在《Wearable and Ubiquitous Technologies》期刊上發表。
參考資料：New fuel cell harvests energy from microbes in soil to power sensors, communications, TechXplore. 2024/01/15.

研究人員發布太陽能數據軟體以增加清潔能源發電
擁有屋頂太陽能板的人可能會想知道他們的電池板發電是否與首次安裝時一樣多。太陽能電池板所有者可以使用新的軟體工具來更好地了解他們的系統的運作情況，該軟體工具可以將太陽能資料轉換為一段時間內發電的清晰影像。大型太陽能係統已經存在類似的情況，例如加州沙漠中的公用事業規模太陽能電池陣。但這些較大的系統通常有工程師團隊來解釋數據，然後開發發電解決方案。工程師利用可靠的天氣數據和光伏系統建模知識來做到這一點，而這些知識對於許多日常太陽能發電系統所有者或擁有太陽能係統的弱勢社區來說是無法獲得的。研究人員依靠一種稱為訊號分解的技術來建立軟體。訊號分解僅獲取太陽能電池板系統記錄器接收到的數據（僅獲取發電量，因此沒有來自氣象站的數據）並分解這些數據以講述有關係統發電的故事。較小的家用太陽能發電系統得到更好的維護，它們可以產生更多清潔電力，而且更加可靠，因為它們的發電將更加穩定。隨著太陽能和風能等更多間歇性資源連接到電網，更可靠的能源資源成為世界各地電網營運商的首要任務。
參考資料：Researchers release solar power data software to increase clean energy generation, TechXplore. 2024/01/17.

研究人員開發利用再生能源生產氫氣的新型綠色技術
最常見的生產氫氣的方法是使用天然氣（或煤炭），該過程會向大氣中排放大量二氧化碳，抵消了其作為化石燃料的綠色、永續替代品的優勢。創新且高效的電解技術，該技術不需要膜和密封來分隔電池的兩個部分。以色列理工學院材料科學與工程學院的一組研究人員提出了一種利用再生能源生產綠氫的新技術。最常見的生產氫氣的方法是使用天然氣（或煤炭），該過程會向大氣中排放大量二氧化碳，抵消了其作為化石燃料的綠色、永續替代品的優勢。以色列理工學院的研究人員現在提出了一種在兩個獨立的電池中同時產生氫氣和氧氣的工藝，這種新穎的製程繞過了固體電極的操作挑戰和限制，在固體電極中，透過用NaBr水性電解質取代水中的E-TAC技術來產生氧氣。這種替代為連續製程（與E-TAC的批量製程相反）鋪平了道路，並且無需在電池中交替擺動冷和熱電解質。電解質中的溴化物陰離子被氧化為溴酸鹽，同時在陰極產生氫氣，然後它們與含水電解質一起流到不同的電池，在那裡它們恢復到原始狀態，同時產生氧氣，使過程不斷重複。(1542字；圖1)
參考資料：Researchers develop new green technology for producing hydrogen using renewable energy, TechXplore. 2024/01/22.

 

 
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