MIT 研发钠电池，能源密度超越锂电池三倍，为电动航空注入新动力
TechNews科技新报
2025年06月17号
作者 YAP KUO
2025年06月17号
作者 YAP KUO
美国麻省理工学院（MIT）近日成功开发突破性燃料电池，能量密度是现在锂电池三倍多，大幅提升蓄电力，不仅消弭电动车车主里程焦虑，更为发展停滞的电动飞行带来革命性契机。论文 5 月刊登于《Joule》期刊。
领导研究的 MIT 材料科学与工程系台裔博士蒋业明（Yet-Ming Chiang）表示：「电动飞行普及需要更轻盈高效电池。新技术不仅帮助飞行器，亦有望驱动卡车、船舶全面电动化。」
核心为金属─空气燃料电池（metal-air fuel cell），以液态钠为燃料，搭配一层固态陶瓷电解质，让钠离子顺利通过，同时避免燃料与空气直接接触，提升系统安全性。相较昂贵且供应链受限的锂，钠来源充足且价格低廉，极具永续潜力。此外可快速更换燃料，不用充电补充能量。
团队测试两种实验原型电池：一为「H 型设计」，另一种「水平设计」。电池精准控制湿度空气里，电池达每公斤约 1,700Wh 能量密度，即便考量系统损耗，最终仍达 1,000Wh/kg，超越主流商用锂电池能量密度（约 300Wh/kg）三倍。代表一组便当盒大小的燃料电池，可让一架农用无人机持续飞行数小时。
与喷射引擎不同，新燃料电池排放不是二氧化碳，而是氧化钠（sodium oxide），会与空气水分反应形成氢氧化钠。更妙的是，氢氧化钠会继续吸收二氧化碳并转化为碳酸钠和小苏打（碳酸氢钠）。故新电池不但不排碳，还会「吸碳」！
以突破性电池为起点，朝航空应用出发
成员之一博士班研究生 Karen Sugano 表示，关键发现是「湿度决定反应效率」。如果气流太干燥，反应产物会堆积成绝缘层，阻碍反应继续。另一位成员 Saahir Ganti-Agrawal 也表示：「这研究仿佛将多个过去忽略的技术重新组合，从高温电池到燃料电池，再到空气电极设计，最终诞生性能惊人的新电池系统。」为推动商业化，团队已成立新创 Propel Aero，一年内展开大型无人机飞行测试，然后逐步拓展至电动航空领域。
新电池颠覆人们对电池的印象。以钠取代锂，不仅成本更低、安全性更高，还具「吸碳」潜力。蒋业明博士说：「不需刻意做什么，环境就自然改善。」且补充能量就像加油，无须耗时充电，大大提高便利性。若能顺利发展，新电池将成为新飞行器的核心动力，从城市无人机快递到长途飞行航程，电池不再是航空载具配角，而是取代燃油的新希望。
相关连结：https://technews.tw/2025/06/17/new-fuel-cell-could-enable-electric-aviation/
图片来源：Gretchen Ertl / MIT
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