觀念探索 Trend
快速發現材料
David H. Freedman
電動車可以跑得更遠，智慧型手機有更強有力的處理器，以及更好、更明亮的螢幕。這些，要歸功於聖地牙哥的野貓發現科技公司（Wildcat Discovery Technologies）正在開發的新材料做成的電池。
野貓公司一次測試數千種物質，以加快找到寶貴的能源儲存材料。去年三月，它宣布一種磷酸鈷鋰陰極能提高能源密度，比目前最常用的磷酸鋰離子電池所用的陰極高三分之一左右。野貓公司也發表一種電解液添加劑，讓電池在更高的電壓更可靠地運作。
要選到最適當的電池材料，是一件十分棘手的問題。電池由三種主要的組件構成：陽極、陰極和電解液。每一種組件都能由大量的複合物混合做成，而且三種組件合在一起必須運作良好。於是這就有數百萬種可能的組合值得去探索。
野貓為了搜尋贏家組合，採用本來為藥物研發實驗室發展的一套策略，稱作高產出率組合化學（combinatorial chemistry）。野貓不是一次測試一種材料，而是有條不紊地同時進行數千種測試，一個星期合成和測試約三千種新材料的組合。「我們已經找到一些材料，能使能源密度增為三倍，」執行長馬克‧葛雷瑟（Mark Gresser）說。
也有其他公司嘗試使用組合技術，以發現新的電池材料，但它們大多遇到障礙。測試數千種材料的簡單方法，是將每一種材料的樣本沉積在基板上的薄膜。以前的研究員確實靠這種方法，找到適合電池組件使用的材料──可惜後來才發現候選材料通常缺乏成本效益，不適合大規模生產流程。
為了避免浪費時間，野貓設法使用小型的大量生產技術來生產樣本。也就是說，在測試候選材料的性能時，也一併測試它們是否容易製造。野貓也測試材料連接在一起做成的真正電池，以及它們在各種可能操作環境下的狀況。「影響電池性能的變數有許多，包括溫度和電壓，我們必須全面探究，」葛雷瑟說。結果是，在野貓的試驗台上表現良好的材料，實地測試時也可能表現良好。
如果野貓成功，它的努力將做出比目前還要小或更強有力的電池──這樣的改良，將吸引智慧型手機和電動車的製造商登門。