參考資料之來源及日期：Organic batteries for sustainable energy storage, September 16, 2023

網頁：https://insights.globalspec.com/article/21067/organic-batteries-for-sustainable-energy-storage

參考資料之作者：Jody Dascalu

隨電動汽、機車及儲能市場大幅成長，環保署表示未來必然有大量廢棄及回收處理問題。目前主要使用鋰三元電池、鋰鐵電池，含鋰、鈷、鎳等有價金屬。國內有精鍊技術，但因車用電池所需拆解處理成本較高，需引導國內建立處理體系，並提升產業規模與技術層次，以擴增國內處理量能。上述電池依賴鋰、鈷、鎳等無機材料，未來會面臨資源稀缺及環境保護的挑戰。國外早在70年代有研究採用有機電極材料(Organic electrode materials, OEMs)製作電池取代，近年已取得重大進展。

參考資料作者Jody看到相關研究報告成果，簡要分析無機材料與有機材料之優缺，概述有機材料研究發展，及應用於電池之設計。最後也指出目前有機電池發展存在之障礙，未來可克服障礙之策略及發展潛力。結論仍保守表示後續有待有機電池應用實際案例出現，以評估是否能滿足工業需求。

Jody介紹目前有機電極材料係以碳基分子組成，其使用的材料豐富、成本低，且對環境友善。在70年代發現聚苯胺等導電聚合物有良好的循環穩定性，為可充電電池的應用鋪平了發展道路。隨著合成技術的進步，產生具有多個氧化還原活性基團的共軛聚合物，提高可充電電池的性能。

關於有機電極材料應用於電池設計，Jody表示目前有全有機全電池、混合有機材料全電池、準實用電池及生物可分解電池。在實驗室研究階段，全有機全電池已有重大進展，其利用含氧碳鹽製造快速充電電池，放電容量可達到212 mAh/g。最近的進展還包括對全有機質子電池的研究，顯示出高可逆容量及良好的循環穩定性。以有機電極材料氧化還原的液流電池，越來越受到大規模儲能系統設置的青睞。因為此種電池具有良好的長期循環性能及容量。其他利用有機電極材料之電池設計，可進一步閱讀參考資料Jody的文章全文。

平心而論，Jody認為有機電極材料目前在氧化還原活性仍面臨著一些挑戰，包括較差的電子傳導性、溶解度問題、較低的氧化還原電位等。此外，其結構轉變靈活，使用傳統工具難以監控。然而，相關研究人員仍在努力，包括引入更少的非活性成分及優化氧化還原電位，提高氧化還原活性有機物的電子電導率，以及精進監測有機電極材料結構變化之測量技術及理論計算方法，以備未來實現更廣泛的實際應用。

由於目前國內外對於壓制鋰電池引發之火災尚無快速有效策略，未來有機電池若能發展至商業應用，可能較不易發生難以控制之火災，對於用電安全更加有保障。此外，也希望未來有機電池可供廣泛應用，以降低電池廢棄及回收處理問題，避免對環境造成重大衝擊。

經濟部能源局112年度「電力工程技術規範及高壓用電設備管理計畫(3/3)」

台灣綜合研究院電力工程研究團隊 編輯

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