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圖片來源：日內瓦大學

鋰離子電池于1990年代初進入市場，目前為大多數電子設備和電動汽車提供動力。然而，這種電池存在兩個主要缺點。首先是其中的液體電解質高度易燃，一旦發生泄漏，會與氧氣發生劇烈反應，對使用者造成重大危害。另外，全球鋰礦分布不均，鋰供應存在一定問題。

另一種選擇是鈉電池。這種化學元素在地球和海洋中都很豐富，比鋰成本低，同時更易于回收。然而，這種電池還沒有得到廣泛使用。UNIGE科學學院晶體學實驗室的研究員Fabrizio Murgia表示：“這種電池采用與鋰電池不同的生產技術。業界仍不愿采用這種不太熟悉的技術。”

目前領先的高效材料

因為鈉比鋰重，其離子在液體電解質中不易移動。解決方案是設計一種不可燃的固體電解質。然而，迄今已開發的這類由氫硼酸鹽（hydridoborates ，硼和氫）組成的電解質，還達不到鋰電池的性能。最近，日內瓦大學的晶體學實驗室進行了兩項研究，成功解決這一問題。

在第一項研究中，研究人員開發了一種高效材料——碳氫化硼酸鈉（NaCB11H12）。該實驗室負責人Radovan Cerny教授表示：“這種用于核醫學的材料，最初是不導電的。通過更改其晶體結構，更精確地改變原子的空間排列，可成功使其導電。這使其成為目前最有效的鈉離子傳輸方式。”為了實現這一結果，研究團隊在球磨機內對該化合物進行高沖擊，從而產生高溫。這是一種在水泥產業中廣泛應用的節能方法。

第二個研究項目涉及將這種材料置于實際環境中。為了讓電池工作，必須將電解質（無論是液體還是固體）牢牢地裝在電池內，使其與電池的正、負極密切接觸。該實驗室的前博士后學者Matteo Brighi解釋道：“為了達到這個目的，可以通過螺絲或彈簧來施加壓力。研究人員尋找可施加在固體電解質上的理想‘力’。”結果表明，這大約是400個大氣壓（相當于4000米深度的水下壓力），只需擰幾下螺絲即可輕松實現。

這些發現為更容易地生產鈉電池鋪平了道路，尤其是在汽車行業。Fabrizio Murgia總結道：“這些電池的重量稍重，主要可以用來為汽車提供動力，其制造成本效益還有待評估。現在，重要的是讓業界認識到，這種新發現的材料真的很有趣。”