第 一 題

【破題】 二次鋰離子電池（Lithium-ion battery）主要依靠鋰離子在正極和負極之間來回移動來工作，因其離子來回穿梭的運作機制如同搖椅擺動，在工業與學術界中常被稱為「搖椅式電池」（Rocking-chair battery）。 【論述】

【解題關鍵】電能計算公式 $E = V \times I \times t$，以及度電單位換算（$1\text{ 度電} = 1\text{ 千瓦小時 (kWh)} = 1000\text{ 瓦特小時 (Wh)}$）。 【解答】 已知條件：

【破題】 聚氨基甲酸酯（Polyurethane, PU）是由含有兩個或多個異氰酸酯基（-NCO）的化合物與含有兩個或多個羥基（-OH）的多元醇（Polyol），經由「聚加成反應（Polyaddition）」聚合而成。 【論述】

聚氨基甲酸酯（PU）發泡過程中，產生 CO₂ 氣體的機制主要是透過添加「水（H₂O）」作為化學發泡劑，其與甲苯二異氰酸酯（TDI）發生化學反應所致。具體機制與反應式如下：

1. 中間產物生成：TDI 結構中的異氰酸酯基（-NCO）與水反應，生成極不穩定的「胺基甲酸（Carbamic acid）」中間產物。
2. 脫碳酸反應（氣體釋放）：不穩定的胺基甲酸會迅速分解，產生一級胺（Primary amine）並釋放出「二氧化碳（CO₂）」氣體，此氣體被包覆於正在交聯的聚合體中，即形成泡棉的發泡結構。