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水性鋅電池添加尿素延壽命

By on August 2, 2023

原文刊於信報財經新聞「EJ Tech 創科鬥室」

不少電子產品都採用鋰離子電池，惟當中的有機電解液帶有毒性及易燃，潛藏嚴重安全隱患。相比之下，水性鋅電池以水作為電解液，優點是不存在爆炸風險，使用時鋅卻容易形成針狀結晶，導致電池短路，壽命縮短。香港中文大學團隊透過添加助溶劑，近日解決了水性鋅電池因醋酸鋅溶解度不足，繼而衍生的壽命短問題，論文刊登在學術期刊《自然—可持續發展》。

論文第一作者博士生董德健，展示高濃度醋酸鋅的鋅電池原型製品。（中大網上圖片）

水溶性差的藥物添加助溶劑後，助溶劑、水及藥物分子，會產生強烈的相互作用，令藥物容易溶解水中。中大機械與自動化工程學系盧怡君領導的團隊，受到水溶增強效應現象啟發，成功開發了多種助溶劑，把難溶於水的醋酸鋅鹽溶解度提高14倍。消息指出，其中一種助溶劑是尿素（urea），它常見於皮膚科產品中，主要用作保濕，本身無毒且環保。

圖中的鋅電池原型，採用高濃度醋酸鋅電解液，順利點亮LED燈。（中大網上圖片）

做助溶劑具多種效果

以尿素作為助溶劑後，高濃度醋酸鋅電解液可幫助鋅電池，在6分鐘以內的快速充電條件下，實現逾4000次循環。此外，水性鋅電池常見的副反應（例如產生氫氣），幾乎可以完全被消除。盧怡君指出，尿素材料低成本又環保，簡單地打破鹽溶解度限制，可用於製造更高性能、可持續性更佳的電池。

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