成大材料系鍾昇恆團隊開創鋰硫電池商用契機 二度登國際期刊封面
文／陳意安 圖／成大材料系鍾昇恆老師
國立成功大學材料系助理教授鍾昇恆的團隊開創金屬-硫複合材料的合成與製作，運用無電鍍工藝技術合成一系列高硫含量鎳-硫複合儲能材料，使鋰硫電池具有高導電性、多硫吸附性與電催化能力，可供應電動車電池所需的面積電容量，亦達到商用鋰離子電池正極的能量密度標準。研究成果刊載於全球領先電池研究的國際學術期刊《Batteries & Supercaps》，收錄於編輯精選並獲選為當期封面，其核心技術也已獲得臺灣專利證書，並有美國與中國等專利審核中。
鍾昇恆與指導學生鄭存盛的合作研究於 2022 年登上國際指標性學術期刊《Batteries & Supercaps》
鍾昇恆指出，針對「硫電極」的相關研究包含多種組合，碳-硫、高分子-硫、氧化物-硫複合材料都已經有很多人討論，獨缺金屬-硫複合材料。後來團隊以「液相化學法」合成才發現癥結點在於金屬分子太重，導致複合材料的硫含量變低且反應效果變差，有違商用電池發展路線。
於是，鍾昇恆的團隊受台南電鍍廠林立的現象啟發，聯想到無電鍍（又稱化學電鍍）的製作工藝能減少金屬重量並維持化學反應運作，於是在硫粉表面薄薄的鍍上一層鎳金屬，再經由材料工程的製程操作技術，如：調整溫度、濃度、時間等，完成一系列可以調整硫含量的高硫含量鎳硫儲能材料。
「為了驅動電動車，電動車電池的面積電容量需要到 2 至 4mAh/cm2 （毫安培小時/每平方公分），但我們製作出的電池有 8 至 9 mAh/cm2，可以穩定操作 100 次循環。」創新手法與亮眼數據成果獲得評委青睞，2022 年 4 月登上《Batteries & Supercaps》封面。鍾昇恆說，儘管目前尚無法量測這項技術應用於電動車上的實際成效，但在研究實力雄厚的成大一定能也開啟日後尋找合作的方向。
登國際期刊封面難度高
鍾昇恆團隊也曾因研究超越商用標準的鋰硫電池，展現優異電池與化學性能，更率先學界提出失效機制與檢測模型，於 2021 年 2 月 25 日登上國際指標性學術期刊《Chemical Communication》（又稱ChemComm）當期封面並被刊載於 ChemComm milestone，後續更期刊更主動請廣告公司為該篇成果做國際學術宣傳，以卓越成果讓世界看見來自成大的堅強實力。
鍾昇恆與指導學生顏胤如的研究於 2021 年 2 月登上國際指標性學術期刊《Chemical Communication》
《Chemical Communication》為英國皇家化學學會（RSC，The Royal Society of Chemistry）出版的指標期刊，專門刊載具備突破性的研究成果。投稿難度除了競爭者眾，更因為投稿者必須將研究成果濃縮至4頁以內的篇幅，無法涵蓋過多衍生研究；同時題目需要夠新穎，並具有可再現性的實驗數據，否則成品性能再好也無法獲得評委青睞。而鍾昇恆當時是在成大任教後首次登上國際期刊，也是第一次直接獲選為期刊封面，並在 1 年內就累積 30 次論文引用數。
埋首研究拼出成果 從不輕言放棄
「很多時候學生會想挑戰自己的能力。」鍾昇恆自 2019 年返台展開教職生涯，步步踏實與研究團隊朝向商業標準研發高能量密度電池。繼 2021 年與研究生顏胤如的鋰硫電池研究成果登上國際期刊封面後。2022 年再與研究生鄭存盛合作，花了半年時間挑戰不同參數情境，製作出高硫含量鎳-硫複合儲能材料，並將全部製程條件都釐清呈現在文章中，將自己的研究成果無私公開，分享給同領域的學者。
鍾昇恆說，過去偶爾會聽到有人說歐美學生比較聰明、學術能力比較強，但返台任教之後，一步步與研究生建立自己的實驗室，親身經歷讓他更相信成大學生的可造之處，並發自內心的說：「成大的學生真的很棒。」
材料所碩二顏胤如示範調配製作電池所需的溶液
「感謝學生的信任帶來新研究。」身為成大校友的鍾昇恆，話語中透露出成大人的樸實特質與不輕言放棄的毅力，鍾昇恆不僅以實力證明團隊的影響力，也帶領更多實驗室學生一同努力見證淬鍊後的團隊實力。
維護單位:
新聞中心
更新日期:
2022-05-31
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