鋰離子電池、氫燃料電池和水過濾系統是當今清潔科技推進的基石，但其性能仍受到薄膜塗層的限制。這些薄膜對於能量輸出、耐用性及效率至關重要，但常常面臨結構不均勻、孔隙度差以及製造效率低下等問題。近期的一項突破性技術有望在不改變化學組成的情況下，提供更智能的方案，從同樣的材料中榨取更多效能。美國公司 Moleaer Inc. 總部位於加利福尼亞州霍桑，是納米氣泡技術的全球領導者，最近推出了一項專利待批的薄膜創新，這項技術可能顯著提升鋰離子電池、質子交換膜（PEM）燃料電池、綠氫系統及水過濾膜的效率。
雖然這項技術在性能提升上具有顯著潛力，但在可製造性和擴展性上仍存在一定的局限。這項創新將納米氣泡直接整合進薄膜製造過程中，改善了孔隙率、混合分散性和結構完整性。這些薄膜是能源和水系統中的關鍵組件，廣泛應用於超濾膜、氫電解槽中的催化層以及電動車電池等多種系統。新方法在生產過程中將數十億個納米氣泡引入液體塗層，這些氣泡優化了孔徑分佈、穩定了油墨並改善了層的均勻性，生產出孔隙率和顆粒尺寸都一致且可控的薄膜。
在各個行業中，這項技術的效果是顯而易見的。超濾膜的水通過率因表面和橫截面孔隙度的提升而增加了高達66%，而不影響水質或結構完整性。這將顯著降低工業和市政水處理系統的能量消耗。在質子交換膜燃料電池中，納米氣泡技術使得相同活性面積的功率輸出提高了高達20%，這意味著能夠為電動車和便攜式應用提供更緊湊和更具成本效益的系統。通過 PEM 水電解槽進行的氫氣生成也在運行電壓下實現了17%的電流密度改善，這意味著每公斤氫的電力消耗減少，這對於綠氫的經濟可行性是重要的里程碑。
在鋰離子電池方面，改進的薄膜使得充電速度更快、容量保持更好，並且在高放電速率下表現更佳，這些優勢支持了電池更長的使用壽命以及在苛刻條件下的更好性能。Moleaer 的首席執行官 Nick Dyner 表示：「薄膜是清潔能源和水技術的基礎，但傳統製造方法限制了我們能從中釋放的性能。我們的納米氣泡技術解決了這些限制，而不改變配方或工藝，從而實現了功率、效率和可持續性的提升。」這一過程已通過獨立驗證和同行評審，顯示納米氣泡可以精確地引入現有的生產線中，這種方法不需要大規模的流程改造，使得製造商採用起來相對簡便。
Moleaer 的高級研發應用工程師 Dr. Mohamed Abdelrahman 說：「納米氣泡就像隱形的支架，它們改善了材料在製造過程中的自組織能力，從而導致更高性能的薄膜，並減少廢料和缺陷。」隨著對清潔能源和水技術需求的激增，這項創新提供了一種可擴展和具成本效益的解決方案。Moleaer 計劃通過與領先的膜和能源公司合作來商業化這項技術。
