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全球独创 清大研发红磷奈米电池
2017-04-12 自由时报
〔记者吴柏轩／台北报导〕清华大学化学工程系教授段兴宇研究团队锁定红磷材料电池，
打破传统高温制程，突发奇想从药品型录中寻找原料，找出碘跟磷合成物，在室温下仅五
分钟就溶合出全球独创的“红磷奈米粒子”，让磷的电导率提升一百亿倍，将可取代商用
电池的负极石墨，提升电池续航力，成功获国际权威奈米科学期刊《Nano Letters》刊登
报导，让电池研究更上一层楼。
室温下可制出 电池续航力大增
段兴宇解释，学理认为红磷比石墨可多七倍的电容量，但有导电性极差的缺点，根本无法
充电，传统用高温来提升磷的导电性，却也因此让磷容易耗损，若添加其他材料变复合体
，又降低电容量，故全球的红磷电池研究陷入瓶颈。
段兴宇说，学生研究时，决定打破传统，甚至要来一本药品型录，从中找寻含磷品项，测
试实验数百种后，成功找到一种“三碘化磷”原料，透过还原剂跟界面活性剂，在室温中
把液体混合，五分钟内立刻产生鲜橘色的“掺碘的红磷奈米粒子”，成为红磷电池最佳材
料。
反向思考 从药品型录中找到灵感
该研究第一作者、清大化工博士生张维中表示，成功关键是“反向思考”，因传统研究都
要高温，但该制程无法让磷单独形成奈米材料，某次偶然下，用沸点较低的三碘化磷实验
，竟然出现意想不到的好效果，因此重新设计，终于创出全球第一个室温下诞生的红磷奈
米粒子。
段兴宇表示，将红磷变成含碘的奈米粒子，其电导率提升一百亿倍，更容易充电，且实验
显示，在数百次的充放电后，粒子依然稳固没有被破坏，可直接用在商用电池中，取代负
极石墨。若以苹果手机电池为例，原本要用六克石墨，如今只要一克的红磷奈米即可，将
可做出更小、更轻、续航力更佳的新电池；未来还能用在钠离子电池上，帮助绿能电网储
电的效率大幅提升，目前已申请多国专利中。