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2025年5月27日，MIT News和Mit Technology Review報道，麻省理工學院（MIT）研究團隊公布了一項重大突破——他們成功開發出一種新型鈉空氣燃料電池（sodium-air fuel cell），在實驗室測試中展現出超過1500Wh/kg的高能量密度，量產后的目標是能量密度穩定達到1000 Wh/kg，是目前商業化的氫燃料電池能量密度的2倍還多，鋰電池的3倍還多。

這種電池不僅有望為電動航空提供更輕便、續航更長的動力解決方案，還具備吸收空氣中二氧化碳的環保潛力，或將成為推動未來零排放交通的重要技術支撐。相關研究成果已發表在權威期刊《焦耳》（Joule）上。

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鈉空氣燃料電池是什么？

鈉空氣燃料電池的工作原理是利用鈉（Na）與空氣中的氧氣（O）反應來產生電能。這類燃料電池屬于“金屬-空氣電池”家族，與鋰空氣電池類似，但使用更便宜的鈉金屬作為陽極材料。

Mit Technology Review指出，MIT團隊此次的創新之處在于：

· 設計出一種固態的鈉空氣電池原型，不使用液體電解質，提升了安全性；

· 實驗室測試電池能量密度超過1500 Wh/kg，遠超目前主流的鋰離子電池（一般在250–300 Wh/kg之間）也超過目前商業化的氫燃料電池（一般在350-500Wh/kg之間），甚至滿足了電動航空業所需的1000 Wh/kg閾值；

· 副產品具備碳捕獲功能，該電池可吸收空氣中的二氧化碳，生成碳酸氫鈉（即小蘇打），有助于緩解海洋酸化。

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這項技術意味著什么？

能凈化空氣的電動航空新燃料

Cell Press提出，目前，電動飛機的發展受限于電池能量密度不足。例如，普通鋰電池只能支持輕型無人機或短距離飛行。要推動電動客機、貨運無人機真正商業化，就必須突破電池能量密度的技術瓶頸。MIT研發的鈉空氣電池若能實現量產，將有望成為航空電動化的“燃料革命”：

· 飛得更遠：高能量密度意味著續航更長，飛行時間可顯著提升；

· 更低的成本：更輕的電池意味著飛機載重能力更強，運營成本也更低；

· 更安全：固態設計能降低電池起火風險，提高航空安全性。

同時，MIT團隊設計的這款鈉空氣電池副產物是氫氧化鈉（NaOH），它會吸收空氣中的CO生成碳酸氫鈉，這個過程相當于“被動式碳捕獲”：一邊發電，一邊“吃掉”二氧化碳。

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誰在推動它？

據MIT Review報道，這項研究由MIT材料科學家蔣業明（Yet-Ming Chiang）教授領導，他曾創辦過A123 Systems、Form Energy等多家影響深遠的能源科技公司。為了加快商業化落地，這項鈉空氣電池技術已經通過MIT孵化的初創公司 Propel Aero 啟動轉化進程，他們的首要目標是：

· 將電池尺寸縮小到“磚塊大小”

· 量產后能量密度穩定達到1000 Wh/kg

· 在大型電動無人機、輕型飛行器等市場推廣

目前這項技術還處于研發階段，距離大規模商業應用還有距離。但正如蔣業明教授所言：“這項技術或許不會在明年實現飛行應用，但它展現了未來十年電動航空發展的重要潛力。”

       原文標題 : 美國研發出顛覆性鈉空氣燃料電池，能量密度是現有電池的2-3倍