奈米材料 MXene 被认为是电池材料新星,现在科学家们又让材料“更强大”,透过除鏽声波,有助开发出使用寿命三倍长的电池。
MXene 类似于高导电石墨烯,资深研究员 Leslie Yeo 表示,但与石墨烯不同的是,MXene 更容易订制,应用范围更广。目前已知 MXene 除了应用在电池领域,还可以提高钙钛矿太阳能的转换效率,成功将太阳能电荷收集效率提升 20% 。
不过 MXene 材料的缺点便是在潮湿环境中容易生鏽,影响导电度,如果无法除鏽,MXene 电池自然无法继续使用。且 MXene 薄膜比头髮还要薄,除鏽工程相当困难,虽说可以添加一些化学涂层来防止生鏽,但也会限制材料的用途。
对此,澳洲皇家墨尔本理工大学(RMIT University)带来新希望,科学家们发现,只要将生鏽的 MXene 薄膜暴露于高频声波下,薄膜就会在一分钟内把鏽“抖落”,鏽迹消失后,MXene 性能甚至可恢复到接近初始状态。
团队希望,之后只要让电池定期返厂接受声波处理,就能延长电池的使用寿命,远离垃圾场。副教授 Amgad Rezk 表示,包括电池在内的电子产品的材料,通常使用两到三年后会因生鏽而变质,透过新方法,有可能将电池零件的使用寿命延长三倍。
未来团队也盼与业界合作,将声学设备整合到现有的制造系统和流程中,也希望新的声波除鏽方法可以帮助到其他的材料除鏽工程,应用在感测器或是再生能源领域。