為了防止全球氣候暖化加劇，各國努力抑制二氧化碳排放，也促使全球主要車廠紛紛加速推出電動汽車，導致對鈷、鋰、鎳等電池材料的需求激增，導致價格飆漲。日本製紙公司（Nippon Paper Industries）近日就研發出木漿電池，可以點亮LED燈泡，期盼有朝一日能作為無人機、智慧手機、電動汽車的電力來源，降低對上述稀有金屬的依賴。

編譯盧永山／特譯

▲日本製紙公司研發出木漿電池，期盼有朝一日能作為無人機、智慧手機、電動汽車的電力來源。（美聯社）

根據日本製紙位於靜岡縣的富士創新材料研究實驗室的最新實驗，這款木漿電池能讓LED燈泡持續發亮七秒鐘，但該公司預估電池電量會持續增加，預期2023年可用來供應無人機電力，2030年可用來供應智慧手機和其他裝置的電力。

擺脫對稀有金屬依賴

如果這款木漿電池成功，日本製紙的創新將是個劃時代的分水嶺，協助全球擺脫對稀有金屬的依賴。富士創新材料研究實驗室主任野野村文就（Nonomura Fuminari）就形容，「這是一個個革命性時刻」。

這款木漿電池由纖維素奈米纖維製成，直徑只有3奈米，或1公尺的十億分之三。奈米先為由木漿提煉而成，然後製成薄膜並用鋁箔分隔，作為電極。就如金屬電池，電子會附著在表面凹凸之處，奈米纖維能藉此儲存和釋放電力。

日本製紙和東北大學研究研究員福原幹夫（Mikio Fukuhara）共同營運的實驗室2021年3月發現，與當前的鋰電池不同，木漿電池充電和放電數百萬次後也不會劣化。 木漿電池由20平方公分的纖維素奈米纖維組成，厚度為0.05公厘，重量為0.15公克。儘管3伏特、0.025安培的LED燈泡只亮了7秒鐘，這款木漿電池的能源密度（電容量）約每公斤1 Wh（度）。在先前的實驗中，富士創新材料研究實驗室曾研發出能源密度達10 Wh的木漿電池，電容量相當於鋰電池的廿分之一。

木漿電池可望取代鋰電池

日本製紙今年將設計出把纖維素奈米纖維製成薄膜的最好方法，並計畫在2023年製造出供應無人機電力的原型電池，並在2025年大阪世界博覽會展出這項技術後，全力行銷這款木漿電池。

日本製紙希望之後能把這款木漿電池包安裝在電動汽車裡，取代鋰電池，讓全球各地積極尋求鈷、鋰和鎳等稀有金屬儲量的行動能夠稍緩。由於各國對電動汽車的需求激增，稀有金屬價格持續上漲。在倫敦金屬交易所，鋰價格過去1年漲幅超過1倍，每公斤已超過30美元；鈷價每噸則上漲1倍至超過7萬美元。

剛果民主共和國佔全球鈷產量的70%，中國洛陽申雨鉬業公司自2012年來對該國的鈷礦投資逾100億美元，中國礦商也主導全球鈷供應鏈，另全球逾20%的鎳是在中國生產。隨著電動汽車需求激增，降低對稀有金屬的依賴變得迫切，因為這會產生經濟安全隱憂。

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