文、圖/劉姿佑、鍾昇恆、成大新聞中心
國立成功大學材料工程學系副教授鍾昇恆專注研究鋰硫電池,歷經實驗室的從無到有,再到如今已有不少畢業生在業界服務,團隊迄今的研究成果不僅在國際學術界為臺灣能源研究創建重要影響力;在實現科學性能與工業係數並重的研究之後,近期團隊還成功推動了鋰硫電池的產業計畫。距離實現鋰硫電池商用化的終極目標,可說又再往前邁進一大步。
鍾昇恆老師研究團隊自 2019 年成立以來學研成果不斷突破,2025 年 11 月正式突破百篇論文發表,標誌臺灣在鋰硫電池研究領域於質量、數量及國際影響力方面都達到新的里程碑。
鍾昇恆老師專長研究電化學、能原材料、奈米材料與技術、儲能科技。自 2021 年成功開發高載量鋰硫電池,逐年於國際期刊發表新技術。團隊迄今於「ScholarGPS」 鋰硫電池研究領域排名世界第 四,躋身全球前 0.02% 的頂尖研究單位。優異的研發成果,老師個人也在今(2025)年榮獲青年學者最重視的吳大猷先生紀念獎。
看起來淡定、寡言的他,談起鋰硫電池,懷有滿滿的研究熱忱與理工人經世致用的理想抱負。他提到,投入鋰硫電池領域是希望想驗證「自己做的研究是有用的」。身為大學教師帶領學生做研究,跟擔任研究員獨立做研究很不一樣,很像陪跑,也像是在助人成功。很希望學生未來能把學到的用於社會貢獻;而一群人一起走,相信鋰硫電池領域可以走得更長遠。
「鋰硫電池」的應用範圍相當廣泛,小至個人日常生活中的 3C 用品、交通工具電動車,甚至大到可以輔助電網系統發揮更佳的儲能效果,未來潛力無限。鍾昇恆老師指出,「鋰硫電池」屬於高能量密度的電化學電池,可以大幅度地提高電池使用的時間與效能,在個人裝置上,可以延長操作時間,並能同時供電給更多的功能軟體。在電動載具上,可以延長載具操作時間與運作距離,更能提高載具的加速運動性能。在電網系統上,可以與傳統電廠併行在離峰用電時儲能,以其儲存的大電量於尖峰用電時進行大電量供能,也可以與綠能電廠併行,以其高能量密度儲存能力弭平現有綠能電廠的間歇供電。在商業考量上,鋰硫電池屬於次世代電池,可以超越現有鋰離子電池對於中國的依賴性,而且對臺灣來說取得原物料的成本相對有機會較為低廉且容易。
由於鋰硫電池整體研發過程較新,有不少已知的挑戰硬生生地阻擋研究進行,也有很多未知的挑戰在研究過程中一一浮現。回憶創立實驗室與研發過程,鍾昇恆老師提到,「由於鋰硫電池牽涉到硫化物的生成,在分析設備的借用上十分受限,於此團隊被動破釜沉舟直接挑戰申請國科會愛因斯坦培植計畫,有幸受到委員青睞能獲得經費建構分析設施,從而實現電化學與材料共構的分析裝置,以及完善粉粒孔粒徑分析設施。而在發展過程中,發現電池的不穩定跟電極材料流失有關,為了解決物質流失與電極不穩定性的問題,團隊漸漸走上發展固態電池和薄金屬電極電池的新路線;也發現產業界對於鋰硫電池可行性的疑問,為此開始結合科學研究與工業技術,團隊在鋰硫電池研究領域的高載量、寡電解液,與高能量密度都是在領先的階段。」
鍾昇恆老師(左一)與美國恩師 Arumugam Manthiram 教授(中)的師生關係像家人也像朋友。前些日子恩師來臺灣,下飛機第一站就是來臺南成功大學參觀實驗室。
面對種種研究挑戰,除了鼓勵持續大量的文獻閱讀找靈感之外,鍾昇恆老師還強調分析實驗數據的重要性。他表示,事情一定會有失敗,也會做錯。實驗做錯了,代表有另一邊是對的,實驗數據不管是好是壞,都有討論的意義。因此,不要怕失敗,「失敗就是第二條路」。同時也很歡迎學生遇到困難不要怕,請勇敢找老師一起討論想辦法。
回顧學術研究之路,鍾昇恆老師很感念大學到博士班階段所遇到的 3 位恩師,他們專注研究、充分信賴與不吝提攜的身影與精神,是鍾昇恆老師持續努力至今的重要典範。他提到,「在大學專題指導教授向性一教授(國立成功大學資源工程學系特聘教授)的努力栽培之下,我不僅有機會完成一份完整的專題研究,最終還完成人生第一份國際期刊發表。碩士班指導教授簡朝和教授(國立清華大學材料科學工程學系榮譽退休教授)讓我協助管理分析實驗室、擔任課程助教,亦放手讓我承接工研院研究助理,我不僅學習到國外研究室重要的 TA 技能,也學習到如何開創研究室的新題目及架設機具,這對現在與學生一起做研究做實驗有很大助益。當年博士班畢業後沒找到教職,博士班指導教授 Arumugam Manthiram 教授,(美國德州大學奧斯丁分校,The University of Texas at Austin)破格提拔我擔任研究員,並且給予很大的自由度,讓我得以自行發展研究題目,不僅從申請到結案完整執行多個大型計劃,亦參與遴選優秀新生與指導博士生,這些歷練對於現在我當老師跟經營研究室也很有幫助。」
選擇在未知領域開創研究,並在同一領域深度耕耘且堅持由臺灣團隊自主研發,鍾昇恆老師雖然幽默地自謙這樣的研究進路只是「一招鮮吃遍天下」,但從其對研究的嚴謹,以及遇到困難仍持續挑戰的精神當中,可以看見科研人才的堅毅韌性與自成一格的學術風骨。
鍾昇恆老師研究室裡的大型玩偶保存許多難忘的師生回憶;再加上兩隻慵懶優雅的貓咪與之相伴,顯現出老師頗具童趣與親和力的另一面。