【漾新聞記者陳雯萍／高雄報導】電動車能不能跑得更遠、手機能不能充一次電撐更久，關鍵都藏在一顆更強大的電池裡。國立中山大學材料與光電科學學系助理教授葉昀昇研究團隊，攜手國立臺灣科技大學化學工程系講座教授黃炳照，成功開發創新「逆向擴散」工程技術，突破次世代鋰硫電池壽命短、穩定性不足的難題，為高效儲能電池打開新曙光。
這項研究成果已刊登於國際頂尖化學期刊「應用化學」（Angewandte Chemie International Edition），讓臺灣在全球電池科技競逐中，再添一項重要突破。鋰硫電池因理論能量密度高達2600 Wh/kg，遠高於目前常見鋰電池，被視為下一代電池明星，也是電動車、再生能源儲能與永續能源發展的重要關鍵。
然而，鋰硫電池長期面臨「短命」魔咒。電池運作過程中會產生「多硫化鋰」中間物質，這些物質會在電池內部游移，造成活性材料流失，使容量快速衰退，形成科學家所稱的「穿梭效應」，也成為鋰硫電池遲遲難以大規模應用的核心瓶頸。
為破解難題，研究團隊設計出具有「分子導航功能」的奈米纖維中介層，並運用「逆向擴散控制」技術，讓不同反應物從不同方向緩慢靠近，如同安排兩隊人馬依照精準路線會合，成功在材料中形成均勻的「單原子鈷（Co-Nx）」催化位點。
這層新材料被放置於電池正極與隔膜之間，宛如一套微觀世界的「智慧交通管制系統」，不僅能攔截四處亂竄的多硫化鋰，避免活性物質流失，也能協助化學反應更有效率完成，讓電池在充放電過程中維持更穩定表現。
實驗結果顯示，新型「一體化奈米纖維中介層」可提升多硫化鋰吸附能力，加速電池內部氧化還原反應與鋰離子移動速度，即使在快速充放電情況下，仍能維持良好循環壽命與穩定性。相較傳統表面塗布催化材料方式，新技術讓催化中心分布更均勻、導電網絡更完整，並可減少金屬材料使用，兼顧效能與成本。
葉昀昇表示，這項技術目前已在實驗室中成功驗證，未來仍需進一步放大電池規模，並進行長時間測試與製程優化，才能推向市場應用。不過，這項研究已為破解鋰硫電池壽命瓶頸提供全新思路，也為未來電動車、再生能源儲存與永續能源發展開啟更多可能。
研究團隊成員包括國立中山大學材料與光電科學學系西灣講座教授兼工學院院長郭紹偉、碩士陳彥璋、研究員Mohamed Gamal Mohamed、博士生黃偉銘及李婧瑜；國立臺灣科技大學化學工程系學生葉宗鎰、應用科技研究所學生張家瑜。「應用化學」為國際頂尖化學期刊，2025年學術期刊影響力為17.6，期刊連結為：https://doi.org/10.1002/anie.7009531
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