低成本高容量 突破技术瓶颈 孟颖研新型电池 与地球升温竞赛

电力，早已渗透现代生活，从手机、电灯到升降机等无一不用电。在全球寻求能源转型之际，华人科学家孟颖带领团队，研发出全球首款「无阳极钠固态电池」，可更低成本、更高容量，并更快储存电力，为未来电网带来新可能性。她指出，钠等元素将是未来关键，强调电池产业要实现真正可持续发展，光靠技术不够，还需政策诱因与明确的回收责任等。对她来说，这场「能源革命」非国与国的竞赛，而是与地球的升温速度比拼。她期望，未来每颗电池不再是消耗品，而是成为可循环、值得传承的资产。  

与孟颖的对话，在她早前到港主持芝加哥大学香港分校的公众讲座后展开。这位屡获国际肯定的能源科学家，与团队历经8年时间，研发出全球首款「无阳极钠固态电池」。该新型电池，移除传统的负极，将离子储存在集电器上的碱金属电化学沉积物上，提升电压、降低成本并增加能量密度，采用廉价的钠代替锂，生产过程更经济环保，其固态设计进一步提高安全性。
　　孟教授提到，研发「钠电池」并非为了取代「锂电池」，而是希望善用地球上未被充分利用的元素，「电池是为全人类服务的，有更多选择总是好事。人类必须寻找可持续的科技，才能完成能源转换。」她指，过去社会没把「低碳」、「可持续性」视为真正目标，「现在是钠电池最棒的机会！」
舍稀有金属  从常见元素取材
　　孟解释，曾与多间矿业公司，包括从非传统来源提取锂的企业，讨论资源供应的问题，「如果不扩大锂产能，短期内还能应付第一批100太瓦时（TWh）的电力需求」，但若目标是实现300太瓦时的储能，并把电池成本压至极低，应把注意力放在「岩石形成元素（rock-forming elements）」，如钠、镁、矽、钙，这些地壳中最常见、价格最便宜的元素。
　　她说，「我常开玩笑说，锂能让人开心（可制抗抑郁药），钠会让你高血压（吃太多盐），但想像一下，如果我们能把食盐造成电池，那会有多神奇！」
　　她预期，未来电动车仍由锂电池主导，但在小型移动工具与电网储能领域，钠电池具备潜力。
　　不过，孟教授也坦言，要让新电池技术进入低利润市场极为困难，「鸡生蛋、蛋生鸡的问题，如果没有适当的激励政策，新技术很难突破发展瓶颈。」她直指，新技术的诞生，无法单靠市场力量独立完成，更需要有政府的资助与支持。
　　她提到，中国政府对电动车的支持长达20年，政策一致且持续，如在2015年推出企业「白名单」，补贴名单上的公司，合资公司不在其中，属于保护主义，但与此同时实施开放的全球化政策。她举例，Tesla是唯一在中国设厂且100%外资的企业，从动工到点灯只花了168天，供应链本地化比例超过95%，「目前全球超过90%的石墨，以及70%的电池产能集中在中国，是过去数十年累积的结果。」
　　全球电池的平均成本已降至每千瓦时80美元以下，社会紧接向科学家提出新提问，「能否制造出100%可回收的电池？」对此，她给出肯定的答案，但提醒不能再用传统的高耗能冶金法（pyrometallurgy），「用在低价电池上会亏本，必须开发新的回收机制。」
回收路卡关  打造有价值生态
　　目前全球锂电池回收率约为20%至25%，孟分析，主要面对3个问题，包括使用者意识不足，「使用者没有很好地被告知废旧电池的安全风险，也不知道该怎么处理。我觉得电池或电动车的制造商应在公众教育上做得更好。」
　　回收责任不明确也是原因，她坦言，「业界也不确定是电池厂负责，还是品牌商负责回收！」她指，目前欧洲有较完整的规范，推行「电池护照（battery passport）」，「电池的原料来源、制作、生产和运输很重要。」
港适合「城市采矿」循环模式
　　她认为另一主因是缺乏回收诱因。她强调，电池业要避免「越便宜、越没有回收价值」的情况，当中涉及到各地政府有否把「可持续性」视为价值。她指，必须为回收赋予经济和社会价值，「不能只把社会价值强加于企业或工厂，必须创造经济价值的可持续性，才能真正的『可持续』。」
　　孟认为，香港与新加坡有很多共通点，人口密集、土地昂贵、人工成本高，「做生产是不切实际的，但非常适合高端应用场景，比如人工智能、无人驾驶，甚至未来可能出现的飞行汽车，可以预期香港未来会拥有大量电池。」
　　「每一颗电池都是资产，关键是如何把资产发挥到极致。」她指，香港适合做「城市采矿」（urban mining），「从各地回收废旧电池，建立迷你回收厂，提取和利用其中的金属如锂与钴。工厂可以设定在内地，但要注意运输过程会有碳排放。」
　　孟笑说，自己未来的梦想，希望能清楚知道每颗电池中有多少克锂、多少克钴，回收回来也要有同样的锂和钴，「这些资源就能一直用下去，成为可传承的资产。」
　　她强调，可持续性是高密度城市的关键价值，「香港可以多从这个方面思考，如何判断一块电池是否该退役、继续使用可能带来的安全隐患，推行电池护照并结合数位孪生（digital twin）作追踪。」她相信香港有潜力把这件事做好，打造全新的商业模式。
　　「我希望大家记得，全球电池竞赛不是彼此之间的竞争，真正的对手是地球的升温速度。」她强调，终极目标是实现可再生能源的储能，容量达到数十亿瓦时（GWh）。目前全球每年产能约为1太瓦时，仅完成全球能源转型的2%。她语重心长地说：「我们现在应该思考未来10年的战略与合作，而不是互相指责。」
　　孟说，未来1至2年将是钠电池研究的关键时期，「我们必须向社会证明，钠电池是可持续、低碳、高性价比的科技，才能吸引更多投资者去开发、支援技术的放大。」
　　「科学家最大的幸福是，当你做得好，可以让很多人受益。」她说，许多伟大的科学家即使在逝世多年后，仍被世人记得，因为他们为人类留下了贡献，「我希望我有机会成为这样的科学家，这就是我认为的幸福。」