圓筒形鋰電池 （圖片來自網路）

韓國首爾大學理工學院電氣資訊工程系的金聖宰（김성재）教授的研究團隊，和美國斯坦福大學阿利馬尼教授的研究團隊，在共同的研究中證明了一個奇蹟，就是

在不均勻分佈的微結構之間產生的再迴圈流，加快了電解質離子透過奈米多孔膜的傳遞。

這個論證在世界上還沒有人進行過。也就是說，透過改變電池內部微結構的佈局，讓其不均勻分佈，就有可能將鋰電池的電力效率大幅提高

340%

。這個原理的論證，還將大大提高

海水淡化

的效率。

示意圖中顯示 微結構分佈不均勻（右側）的情況下 離子傳遞加速 （圖片來自網路）

研究團隊在兩個微通道中間安置上奈米多孔膜，在微通道內設定不均勻間隔的微結構，然後對在其中間發生的再迴圈流動進行了理論和實驗的驗證。透過這個流動，不僅大大增加了離子電流，還在多孔膜附近成功地阻止了鹽結晶（salt crystallization）。

奈米多孔膜的氣孔小於100奈米（nm），它具有選擇性地允許離子穿透的特性，與膜表面的電荷相反的極性離子才被允許穿透。如果給它施加外部電場，會產生嚴重偏離一般歐姆定律（電流強度與兩點之間的電位差成正比，與電阻成反比的定律）的非線性過載電流現象，這次研究因為誘發了過載電流，而作為一個新的奇蹟備受關注。

不均勻分佈微結構的超微細流體片 （圖片來自網路）

研究團隊模擬自然的不均勻的微結構並將其結合在一起，經過系統分析，最終得到了結果。該研究內容在能源和環境領域裡具有重大的應用價值，特別是在含有奈米多孔膜的電池以及海水淡化裝置上，有望派上用場。

如果使用這個研究成果，透過不均勻地改變安裝在奈米多孔膜附近的微結構，可以最大限度地提高電池的充電效率；在海水淡化裝置上，能夠儘量減少不希望的鹽的析出，因為會降低奈米多孔膜的效能，從而有效防止隔膜的汙染。

金聖載教授表示，細微調整一下微結構，讓它不均勻分佈，就能大大提高電力效率。這個結果驗證了一個大奇蹟，完全可能在生產上得到應用。目前，他們正在利用這項技術，研發電池和海水淡化的應用平臺。

這個研究成果以封面論文形式，在3月31日的奈米科學技術領域的國際學術雜誌“Nano Letters”上面。

電動汽車 （圖片來自網路）