充電電池新時代！鋰電池即將被它取代？
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在手機和行動電源等鋰電池產品頻繁傳出爆炸案的同時，日本本田公司（Honda）與埼玉縣産技中心已攜手開發出了世界上第一款能實際應用的充電鎂電池。
終結鎂不能反覆充電的問題
鎂相對於鋰較為穩定，價格也較低廉，先前因為不能克服鎂在充放電的過程中性能迅速衰退，所以不能被利用，加上也有電解質太貴、不好製作等問題。但現在他們找到了能解決這項問題的材料──氧化釩，透過在正極混入氧化釩的方式，確保電池在多次氧化還原（充放電）之後，依舊保有穩定的性能，不發生衰退的情形。他們也在電解液中，加入科學家新發現的一種儲氫原料，使得電池更加環保，無毒害的同時成本也更低。另外也加入了可有效降低起火風險的有機物質，以提高鎂電池的安全性。
成大也做相關研究
其實，本田不是第一個把腦筋動到鎂身上的，各科技大國都有投入相關的研究。就台灣來說，早在2014年，成大洪飛義教授便發表過鎂電池的學術，甚至也已經委託相關技術工廠製造。雖然已持有專利，但當時他的研究團隊還未能解決電解液的問題，昂貴又高技術的電解液使得當時的這項專利並不能大量製造、造福社會。
鎂電池的優點：
1.成本低鋰電池96％（價格也就相對便宜）
2.只有鋰電池的一半大小
3.電容量高於傳統鋰電池8～12倍
4.充放電效率提高5倍
（電動自行車若使用鋰電池需充電3小時，但鎂電池僅需充電36分鐘）
5.更安全穩定
（鋰電池容易爆炸，碰到空氣會自燃，但鎂碰到空氣僅變成氧化鎂，也在電解液中加入降低起火風險的有機物質）
6.耐低溫、抗高溫
（根據洪飛義的團隊研究，電子產品若在攝氏負15度關機，鋰電池將無法再作用，但鎂電池則能在零下30度照常運作，在攝氏55度高溫之下也沒有問題）
7.循環性質優良
8.環保無毒害
本田：已掌握關鍵技術
由於MgH2的使用能使得放電量翻倍，因此鎂比鋰為更安全且更高效。而在本田技研所的評估之下，已有可靠數據顯示，鎂電池的安全性與壽命方面都不亞於鋰電池，他們表示，已經掌握鎂薄膜電極及鎂粉末電極等相關關鍵技術，將與多家電池廠商進行合作，加快量產。其詳細研究成果會在今年11月的千葉科學會議上發佈。
除了手機，還有望與電動汽車結合
由於鎂電池續航力高、又小，本田打算先從手機及其他便攜設備開始著手進行商業化的應用，預計2018年便能實現鎂電池產品化的美景，而他們也指出，若能再提高耐熱性能，將有望結合混合動力車及電動汽車使用。因為若電動汽車使用鎂電池，不僅因為放電量的關係而能夠將續航里程再提高，加速性能也將有很大的提升，不會再受限於鋰電池續電量不足且高損壞率的缺點。
未來我們的電池將會更安全，電子設備將擁有更高的續航力及更少的充電時間，也會因為鎂電池的高效率及穩定性，電池將能使用更久，也更輕便環保。
2015年6月1號， Green Car Congress等各大相關網站，均刊登了一篇與鎂離子電池相關的新聞："豐田汽車研究團隊發表了最新具突破性的高能量鎂電池的電解質技術 (Toyota Research team reports significant advance in electrolytes for high-energy Mg batteries) [1]”，由豐田在北美Dr. Rana Mohtadi帶領的研究團隊研發出一種穩定電壓(3.8V)、電解質不具腐蝕性且庫倫效率大於99%的鎂離子電池。時間拉回2011年年初，豐田公司計畫開發鎂金屬和硫化物所製成的新一代電池 [2]，預計花十年在2020年完成；從2011年至今，一直有鎂離子電池的研發捷報頻傳。
事實上，研究人員在1980年代便嘗試製造鎂離子電池，直到2000年左右，以色列Bar-Ilan大學的D. Aurbach團隊克服了鎂的缺點，發展出有機鹵素鋁鎂(Mg organohalo aluminate)液態電解質及Mo6S8陽極的雛型電池，使重量輕、無毒、便宜的充電鎂電池成為可能；2003年，又發展出新式固態電解質，且兼具便宜、導電度佳、工作溫度範圍很廣(0~80℃)，進而發展出更好的陽極材料來增加鎂電池的儲能密度 [3]。2014年台灣成功大學材料科學及工程學系教授洪飛義與貴重儀器中心組成的研究團隊亦利用控制氧化鐵還原機制，大幅提高鎂電池穩定性，此效率高耐溫強的鎂離子電池，未來可望取代鋰電池。Tesla CEO曾多次表示，Tesla和其超級工廠準備發展鎂電池。
鎂離子電池與目前主流的鋰離子電池相比，有以下的優點 [4]：
- 成本低廉且安全：鎂的地球儲量豐富且無毒性。
- 儲能性能較高：鎂離子以Mg2+的形態存在，而鋰離子是Li+，因此若兩塊電池分別使用了同等密度含量的鎂離子和鋰離子，使用鎂離子作為傳遞電子介質的電池能量存儲密度將是鋰電池的兩倍。因此鎂離子電池的帶電量高、每克儲存較多電荷，使汽車行駛距離更長、增加電子產品使用時間。
- 可沿用鋰離子電池工廠：從傳統鋰電池到鎂電池的轉型，在電池設計方面並不會受到太大的影響，工廠只需更新相應的流水線作業工具。
然而，鎂離子電池亦有移動速度慢的缺點 [5] [6]：鎂離子以Mg2+的形態存在， 當鎂離子和兩個電子結合時，整個原子核就擁有了兩倍的負電荷，而負電荷量越多，吸引其他鎂離子的能力也就越強，根據實驗成果，鎂離子大約會受到四個相鄰離子影響。因此，當鎂離子攜帶著兩倍的電荷，要在充滿電解液的兩極之間運動的話，速度自然慢了很多。因此，找出適合鎂離子移動的電解液，是重要的研究方向。
圖一、電腦模型顯示電解液中的鎂離子會受到相鄰四個其他離子的影響
針對上述問題，研究者提出兩種解決方法 [6]：
- 研制鎂金屬陽極：這類陽極能高效地轉移電荷，但與常規電解液不兼容。因此研究人員正尋找能很好地和鎂兼容的新型電解液。
- 研制能兼容常規電解液的新型陽極：豐田公司的論文證明它值得進一步研究，特別是在尋找一種高電容、高電壓陽極方面。
相較鋰金屬，金屬鎂的開採成本較低，同時利用價值卻很大。豐田目前已經在相關技術上投入了巨資，而特斯拉也曾多次在公開場合表態，特斯拉及其超級電池工廠已經做好了擁抱鎂電池的準備[6]。開發鎂電池能夠帶來諸多好處，因此商用化的可行性非常高。(1102字；圖1)
