滑手机时间可增7倍！ 清大「奈米磷」新电池续航十足
▲清华大学化工系段兴宇教授研究团队研发出掺碘的红磷奈米化合物电池。（图／清大提供，下同）
手机不离身已经是现代人的常态，但电池续航力不够一直是个扰人的烦恼，如何在多功能的手机中不占空间、又能做出容载高电量的电池呢？清华大学化工系段兴宇教授就带领团队，利用「掺碘的红磷奈米粒子」制作出实际电池，不但耗材大减成1/6，电容量更达到现在的7倍，研究人员表示，成功的瞬间「超感动」。
目前3C用品大多使用锂电池，但电池负极使用的材料「石墨」电容量已经到达极限，许多科学家尝试用蓄存高的「磷」来替代，但都因为不导电、充电后容易膨胀碎裂等原因，无法突破界线；但段兴宇团队耗时1年多，发展出「溶液合成法」，使用三碘化磷（PI3）为原料，室温下5分钟就能合成「掺碘的红磷奈米粒子（Iodine-Doped Red Phosphorus Nanoparticles）」，电导率瞬间提升为红磷的100亿倍，经过数百次的充放电后仍然稳定不破裂。
▲红磷奈米化合物导电率高出原本红磷100亿倍。
这项研究成果近期登上了奈米科学标竿期刊（Nano Letters），美国化工界影响力最大的科普杂志「美国化学化工新闻」 （C&EN news）也特别撰文报导。段兴宇表示，磷的价格便宜又容易取得，目前最新苹果手机使用的电池负极的石墨约为6公克，但同样的电容量，掺碘的红磷奈米粒子只需要不到1公克，借由这项技术，未来能做出更小、更轻、续航力更佳的新材料电池。
论文的第一作者张维中透露，成功的关键在于「反向思考」，以前在尝试合成奈米磷化物时，大多使用在高温下才能释放磷的前驱物，但他偶然试用了沸点较低的三碘化磷，成功在室温下制造出掺碘的红磷奈米粒子，也成为全球室温下合成成功的首例；目前团队已着手申请多国专利，未来还将尝试应用在钠离子电池上，可降低大型储能电网的成本与提高其可用的电容量，为新一代电池研发带来革命性的突破。
▼团队所制出的红磷奈米物与软型电池。