淺談電能儲存與液流電池(flow batteries)的最新發展
國立臺灣大學化學系名譽教授蔡蘊明
現代的社會高度倚賴能量，其中最大宗的能源來自於天然氣、石油、以及煤這些自然資源。大自然透過上千萬或億年孕育出這些資源，而人類卻在工業革命之後的這短短數百年，就已經將之消耗到產生資源耗竭的危機，這些資源的耗費隨伴產生的污染也同時增加了環境沈重的負荷。替代的核能，看似消耗的自然資源不多，但所產生的輻射污染物亦是燙手山芋，潛在的核安問題更是爭論的焦點。太陽能以人類的歷史時軸來看，可稱永續，但如何有效的進行能量轉換，仍須很多的研究。與水利和風力發電一般，這幾種型態的能源，堪稱靠天吃飯，另具有地域性和電力的不穩定性，對環境的影響也並非沒有爭議。
正極 positive electrode 與負極 negative electrode
臺師大附中物理科李柏翰老師
正極與負極在不同的場合中其意義是有差異的。
一般而言，導線中電流流動的方向與大小是和外界提供的電極之擺設與電位高低有關，電動勢或是電位較高的電極我們稱之為正極，而電位較低的電極稱之為負極。以常見的電池為例(圖1A)，上端金屬突起為正極，下端則為負極，如果用電池導線連線如下圖(圖1B)所示，帶負電的電子與電位較高的正極有吸引力，與電位較低的負極有排斥力，所以一旦正極與負極有壓差產生，則會形成電子流流動，而所謂電流是指帶正電的電荷流動，由外線路電位較高正極流向電位較低的負極，和下圖電子流方向相反。
圖1A 常見的電池正負極標示在上下，如圖所示(作者提供)
(圖1B)電池導線連線成迴路，外線路電子流方向為負極到正極 (作者提供)
電動勢 （Electromotive Force）
國立台中第一高級中學台中一中 物理科張宇靖教老師、康宇玹教老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
電動勢（簡寫為emf）～～常以希臘字母ε(讀作ep’selon)表示。一個帶電物體的電動勢是將一個單位電荷從無限遠移動到此物體所需要做的功（單位：焦耳）。在一個裝置中，如果電荷Q通過這個裝置，獲得能量U，則這個裝置的電動勢是每單位電荷所獲得的能量＝U / Q。單位為伏特（V） 或 牛頓米 / 庫侖（N-m / C）。
※電池的電動勢：
單位正電荷從電池負極進入電池內部時，因化學作用，使電荷獲得電能。當此電荷從電池正極流出時，其電能增加（此時電池的化學能減少）。就單位正電荷而言，它的電位升高了。此升高之電位差即電池的電動勢。
1. 定義：單位電荷通過電池內電路時，電池對其所供給的能量。
2. 公式：設帶電量q的正電荷由電池的負極經內電路移至正極時，其獲得電能U，則此電池的電動勢ε＝U/q
3. 決定電池電動勢之因素：(1)兩電極所用之材料；(2)電解液之種類；(3)電解液的濃度與溫度。
電化電池的電動勢（Electromotive Force）
國立台灣大學化學系黃俊誠博士/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
構成電化電池的兩個電極電位間的電位差，稱為電化電池的電動勢（electromotive force，簡稱emf）。由電極與電解質溶液構成的半電池（half-cell），其介面有一電位差，稱為半電池電位。陽極的半反應電位為氧化電位，表示物質失去電子的傾向；陰極的半反應電位則為還原電位，表示物質獲得電子的傾向。電動勢與電極的大小無關，需要特別注意的是，半電池電位不是能量，所以沒有加成性。另外，由於氧化或還原反應無法單獨發生，所以半電池電位無法單獨測定。實驗上必須選擇一個半電池作為參考電極，經由測定兩個半電池之電位差來標定另一個半電池的電位。 半電池電位隨物質的種類、濃度及溫度而異，故必需在特定之狀態下比較。如在1大氣壓，25°C的溶液中，反應的電解質濃度為1.0 M時的半電池電位稱為標準電位，以E°表示。