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許健生:電池科技日新月異 也要兼顧回收環保問題

【明報專訊】筆者上星期在Saferemr.com,讀了一篇今年5月初發表、關於電動汽車(EV)所釋放的極低頻電磁場Extremely Low Frequency(ELF)和Electromagnetic Field(EMF),會否對人類健康有害的文章。他們提出很多論點有關ELF、EMF對健康潛在影響。

隨着全球對於環境保護意識的提高,以及對於能源安全的需求,各國紛紛加大對於新能源技術的研發和應用,其中電池技術也成為了研究的重點之一。目前,鋰電池、鈉電池、石墨烯電池、鋁電池,以及核電池等新型電池技術的研發都取得了一定的成果,下面就來分別介紹這些電池技術的發展趨勢及強弱比較。

一、鋰電池(Lithiumbattery):鋰電池作為現今應用最廣泛的新型電池之一,因其高能量密度、長壽命、輕便等優點。但其缺點存在安全性差,需維護線路,防止電池被過充過放電,導致生產成本高。目前,鋰電池已廣泛應用於智能手機、平板電腦、筆記本電腦、電動車等領域。

鋰電池的發展趨勢主要集中在提高能量密度、延長壽命、提高安全性等方面。其中,鋰空氣電池、鋰硫電池、固態鋰電池等新型鋰電池技術正在積極研究之中。此外,鋰離子電池的回收再利用也是未來發展的一個重點。不過隨着需求增加,鋰電池原材料成本也曾泡沫化,但最近稍為回落。

二、鈉離子電池(Sodium-ionbattery):鈉電池是近年受到關注的新興電池技術之一,其主要優點是鈉資源豐富、成本低廉。未來,鈉電池的發展趨勢主要集中在提高能量密度、循環使用次數等方面。目前,鈉離子電池、鈉硫電池等新型鈉電池技術正在積極研究之中,而國內寧德時代(深:300750)與比亞迪電子(0285)鈉電池將在年內量產上車。

全球首輛鈉離子電池車於上月在第20屆上海車展上亮相。倫敦大學學院的一名榮譽教授解說這種新科技已經研發了多年,能夠提供更佳的的續航時間。優點在於充電速度更快,成本更便宜。

三、石墨烯電池(Graphene Battery):石墨烯電池是一種新型鋰電池,其主要優點是質量輕、高强度、超强導電性、導熱性等,缺點就是成本過高,一直無法實現大規模量產應用。石墨烯電池的發展趨勢主要集中在生產時的穩定性、提高製作工藝、減低製造成本等,而目前石墨烯電池能大幅應用也有一段距離。

四、鋁離子電池(Aluminum-ionbattery):鋁電池具有安全性高、成本低和環保等優點,因鋁是一種較為廉價的金屬。然而,鋁電池的能量密度較低,需要更大的體積來儲存相同的電量。此外,鋁電池的效能受到溫度和濕度等環境條件的影響,需要特殊的控制和保護措施,且循環次數有限。

五、核電池(Nuclear Battery):核電池是一種能夠利用核裂變或核聚變反應產生能量的裝置,其優點包括能源密度高和清潔能源,可用上百年而不用充電。缺點卻是安全風險、核廢料問題和高成本。核電池擁有差不多「永續」使用優點的確十分吸引,但要把核能放到民用實在是一個很大的挑戰。為了實現提高穩定性、能源結構的轉型和可持續發展,需要專家們在這些問題上進行研究和探索。

新型電池的發展對於未來能源轉型和環境保護具有重要意義。新型電池可提供更高效、更環保、更可持續的能源解決方案,並減少對化石燃料的依賴。隨着全球能源需求的增長,新型電池的應用將愈來愈廣泛,包括電動汽車、儲能設備、風能和太陽能發電等領域。新型電池的發展還推進可持續發展和實現綠色低碳經濟具有重要影響和作用、帶動相關產業發展,創造更多就業機會和經濟效益。

據筆者了解,目前更急切需要解決的是現有電動車電池回收的問題。理論上,電動車鋰電池壽命可達8至10年,電池容量隨着使用時間便會衰減到不再適用於驅動電動車。預計到2035年,全球將有大約1000萬輛電動車的電池到達不適合繼續使用的狀態。截至2023年3月底,香港整體電動車數目為53,917輛,佔所有車輛總數約5.8%,而當中Tesla(美:TSLA)是最早落地香港的電動車品牌之一,在港已有10多年了,因此如何回收及循環再用電動車電池絕對是一個不容忽視的問題,同時亦是本地環保業的一個藍海。

香港電腦商會主席及元宇宙產業聯盟召集人

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[許健生 前沿科技]