具低過電位鋰氧電池之新穎陰極材料開發

近年來環保議題逐漸受重視，為解決溫室效應所提升之二氧化碳，鋰/鈉二氧化碳電池(sodium/lithium carbon dioxide battery)孕育而生。其具重量輕、高比電容量與能量密度之優點。因其高比能量密度，故電容量較傳統鋰離子電池大5至10倍。且鈉金屬於地球含量高故成本低於鋰金屬，此研究將降低二氧化碳電池之成本且藉高活性之釕奈米粒子修飾於多壁奈米碳管(multi-wall carbon nanotubes)。釕奈米粒子為催化劑將於充電時有效催化分解放電之產物，提升其循環壽命且降低其過電位，並以高導電與高熱穩定性之奈米碳管進行修飾，藉高體表面之特性提升放電產物之沉積。本研究亦比較鋰金屬與鈉金屬為電池負極之性能，且分析其成本與性能之比較，且期望以低廉之鈉金屬取代鋰金屬為下世代二氧化碳電池之標竿。 本研究藉相同之陰極觸媒應用於鋰/鈉二氧化碳電池且期望以100 mA/g之電流密度下進行循環圈數大於100圈。亦於鈉/鋰二氧化碳電池之性能比較中證實鈉二氧化碳電池之效能不亞於鋰二氧化碳電池，故鈉二氧化碳電池極具發展與研究之潛力，且為低成本與高理論能量密度之新一代綠能儲能系統。