TechNews
2019年01月30日
Daisy Chuang
隨著電池儲能系統與電動車市場愈來愈大，其關鍵核心電池組的重要性也水漲船高，對此德國科學家最近透過可撓式聚合物雙極板，設計出全新的電池系統，與舊有電池設計相比使用材料有望減少超過 80%。
目前電池組大多由多顆電池組成，每顆電池之間則用電線相連，但這不僅會增加成本，也會讓效率降低，再加上電池組也可能會過熱致使機械受損，除此之外，這樣一來每顆電池都必須要完成封裝步驟，性能提升幅度相當有限。
對此德國夫朗和斐協會決定運用雙極型電池來解決上述問題，透過雙極板將各個電池相互連接。其中該協會為歐洲最大的應用科學與非盈利的科研機構，旗下有超過 80 個研究所，多為中小企業開發新技術或工藝，助新創、發展中的組織一臂之力。
而雙極板是燃料電池常用零件，用來分隔氧化劑與還原劑，並帶有收集電流作用，要選擇哪些材料來當雙極板材質便是夫朗和斐協會科學家首要難題。
目前雙極板最普遍的材料為石墨，具有質地輕、耐腐蝕與導電佳等優點，然而該材料材質易碎，石墨的多孔性結構也會讓燃料從雙極板擴散而浪費；假如改用金屬來打造雙極板，其抗蝕效果則有限，還需要在金屬表面進行電鍍、物理蒸鍍（PVD）或是電化學加工，進一步提升抗腐蝕性能；碳-聚合物複合雙極板雖然製造過程快又耐腐蝕，但導電效果差，也無法製成又輕又薄的雙極板。
顯然各有各的優缺點，若要找出心目中最適合的材料，還得另外加以研究。因此該團隊最終採用第三的碳-聚合物複合材料方案並加以改良，運用高電導聚合物材料來製作全新的雙極板，與舊有技術相比，新型雙極板不僅耐腐蝕性高又可重塑，不同的雙極板也能用焊接相連，讓電池系統可緊密封裝，相較之下傳統的雙極板熱應力與機械應力都不足，不適合焊接。
夫朗和斐協會環境、安全、能源技術研究院負責人 Anna Grevé 表示，新技術主要挑戰在於開發材料與製程，團隊採用的材料都是市面上可見的，聚合物成分大約占 80%，剩下 20% 則是石墨，與過去技術差別在於特殊配方與加工方法。
該團隊看好噴墨印刷可精準嵌入材料的優勢，運用常見的卷對卷（roll-to-roll）製程來製作雙極板，盼可提高成本效益比，目前科學家們也掌握了另一項技術，基本上只要一種製程即可滿足所有要求，除了製造過程相當快之外，還能設計成不同尺寸。
Grevé 指出，透過該製程與材料，團隊已製造出厚度相當薄的雙極板，與過去用電線連接電池的電池組相比，可省下 80% 以上材料。
【免責聲明】
本文章內容僅代表作者個人觀點，與馗鼎無關。
內容性、文字闡述和原創性未經本站證實，對本文章及全部或部分內容、真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，僅供讀者參考，請自行核實相關內容。
相關連結：https://technews.tw/2019/01/30/flexible-polymers-bipolar-plates-batteries/
****************************************************************************************
馗鼎奈米科技股份有限公司
Creating Nano Technologies,Inc.
59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN
TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306
URL: http://www.creating-nanotech.com
****************************************************************************************
