發表先進儲能技術指南 中山大學合作論文登國際期刊
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【記者吉雄世/高雄報導】國立中山大學材料與光電科學系教授杭大任跨校研究，團隊整合10餘年重要文獻，深度聚焦於新穎碳化鉬邁科烯（MXene）電儲能柔性材料。該新材料受益於其優秀的電化學性能，並因其輕薄、可撓曲的特性，可助攻智慧穿戴裝置、消費性電子產品，甚至航太利基產品的先進技術開發，論文成功發表於國際材料科學頂尖期刊《材料科學進展期刊》（Progress in Materials Science）。
研究團隊仔細爬梳兩百餘篇相關重要研究，完成這篇題為「用於柔性電化學儲能元件的低維Mo2C MXene基電極的最新進展和未來展望」的論文，探討MXene材料的前沿應用和未來潛力，為未來的先進儲能技術和創新材料設計提供了及時的關鍵指南。
杭大任指出，「MXene二維（2D）材料具優異的導電性、高表面積、可調節的表面化學特性、快速離子擴散和良好的結構穩定性，是下一代電化學儲能應用的極具吸引力的候選者。」其中碳化鉬（Mo2C） MXene材料，更因其獨特的柔韌性、導電性和強度組合而脫穎而出，非常適合下一代穿戴式電化學儲能設備，應用範圍從監測健康參數的智慧穿戴裝置，到消費性電子產品具彈性和靈活性的組件，並可依托材料本身的性能優異性，將應用場景延伸至不同的苛刻環境，例如從冰天雪地到熱鍋爐間，以及航空國防與太空探索任務等，廣泛應用的實現將有機會定義行業設計和功能標準。
杭大任進一步舉例表示，目前有文獻案例顯示，引入碳化鉬MXene作為特定電化學儲能元件上的應用材料，能在低溫環境5度，至高溫環境55度的較寬溫度區間展現穩定輸出與較長的循環壽命，未來持續發展潛力值得期待。此外，碳化鉬MXene奈米材料薄膜可以薄如紙片的樣貌呈現，撓曲度佳，也是應用於感測器的絕佳材料。接下來最重要的是，對於新穎MXene複合材料具有更高的合成可控制性，並且掌握每個組件的優勢，從而截長補短，達到包括增強能量存儲、機械性能和循環穩定性的整體增益，如何實現一個好的設計方案就是學界的研究重點。
「研究團隊為MXene複合材料的最佳合成技術提供了關鍵性的見解，為研發人員提供了最佳化柔性儲能元件與客製化合成方法的指導。」杭大任強調，團隊致力於進一步探索2D MXene材料的能力，在提高性能和兼顧環境永續性的考量下，他們正在進行的研究旨在完善MXene複合材料的合成和柔性儲能元件應用，以有效滿足下世代可穿戴電子產品的工業技術和商業需求，並期待該材料憑藉優異的元素豐度，日後成為商業化的新能源材料或現役材料的替代選擇。
研究成員包括中山大學材光系博士生龐納格（Dineshkumar Ponnalagar）、臺灣大學物理系教授梁啟德及成功大學智慧半導體及永續製造學院教授周明奇。
期刊連結：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S007964252400077X
