電動車充電需時,影響使用的普及性。由香港科技大學領導的跨學府研究團隊,成功研製了全球首個環保充電液體燃料,將鋰硫電池轉化為液態系統,或稱為電燃料,為電動車及電網供電。電動車的充電時間日後有望由現時的數小時縮短至僅數分鐘。科大指計劃全面成功後,將對全世界產生革命性的影響。
該項研究名為「用於可再生能源供電站及電動汽車的電燃料儲能技術基礎研究」,由科大教授趙天壽領導;其他團隊成員來自香港大學、香港中文大學及香港理工大學。
趙指目前使用傳統充電方式為汽車充電,往往需要數個小時,但使用電燃料則只需數分鐘。由於它可再充電,電燃料不會像化石燃料般愈用愈少。在充電站,耗盡能源的燃料從燃料缸移走,然後補充載有能源的燃料。
電燃料如果以太陽能或風能充電,即具有 「碳中和」的優點;像化石燃料一樣,它可以很方便地輸入電網或輸入車輛內。它的高能量密度和低成本,既可為電動車供電,也可為電網儲存來自太陽能和風能的電力。
電燃料系統的運作是基於鋰硫電池的化學原理 ,利用鋰金屬的高容量以及硫陰極的廉宜價錢。雖然研究團隊已取得重要成果,但仍有挑戰要克服。首先,在鋰表面形成的枝晶可能會縮短電池壽命。其次,釋出的硫會溶解,並且破壞鋰陽極。
科大機械及航空航天工程學系助理教授陳擎指「一個解決方案是形成有表面保護的多孔鋰陽極。」 團隊利用兩個自發反應,在一個碳支架上形成一個多孔鋰陽極,並在上面形成複合保護層,令高負載鋰硫電池發揮功效。
研究計劃為期共五年,由去年至二○二二年,獲研究資助局的主題研究計劃資助,資助額為五千萬元。部分研究成果已經在全球最有名的跨學科學術期刊之一的Nature Communications刊登。