แบตเตอรี่เกลือชนิดใหม่มีความจุมากกว่าลิเธียมไอออน 4 เท่า
การคิดค้นแบตเตอรี่ชนิดใหม่ยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อในปัจจุบันแบตเตอรี่ไฟฟ้ายกระดับความสำคัญจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สู่ยานยนต์ นำไปสู่การคิดค้นแบตเตอรี่โซเดียมขึ้นมามากมาย จนล่าสุดก็มีการคิดค้นแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่าลิเธียมไอออนถึง 4 เท่า
แบตเตอรี่ถือเป็นหัวใจหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แห่งโลกยุคใหม่ เมื่อทั่วโลกต่างมุ่งสู่การใช้พลังงานสะอาดการพัฒนาแบตเตอรี่จึงทวีความสำคัญ แต่ดังที่เราทราบกันว่าแบตเตอรี่ซึ่งใช้งานอยู่ทุกวันนี้อย่าง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแม้มีจุดเด่นมากมาย แต่ยังมีข้อจำกัดอีกหลายด้านที่จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข
ล่าสุดการเทคโนโลยีนี้กำลังยกระดับไปอีกขั้นเมื่อมีการคิดค้นแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่มีความจุมากขึ้นถึง 4 เท่า
แบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพกว่าเดิม 4 เท่า
อันที่จริงแนวคิดใช้เกลือหรือน้ำทะเลเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตแบตเตอรี่ ถือเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการคิดค้นขึ้นมาเป็นเวลากว่า 50 ปี แต่ที่ผ่านมากลับไม่ได้รับความสนใจในการพัฒนามากนัก ด้วยคุณสมบัติพื้นฐานของแบตเตอรี่ที่สร้างจากโซเดียม มีข้อจำกัดทั้งในด้านความจุพลังงานและอายุการใช้งานที่สั้นกว่าจึงถูกมองข้ามไปเป็นเวลานาน
ทุกอย่างเปลี่ยนไปภายหลังความพยายามผลักดันพลังงานสีเขียว ความต้องการใช้งานแบตเตอรี่พุ่งสูงสวนทางปริมาณลิเธียมที่ถือเป็นแร่หลักที่ใช้ในการผลิต ด้วยเหตุนี้แบตเตอรี่โซเดียมจึงเริ่มถูกนำมาปัดฝุ่นได้รับการพัฒนาอย่างแพร่หลาย เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรอันอุดมสมบูรณ์ที่มีอยู่ทั่วโลกอย่างน้ำทะเล
ภายใต้การพัฒนาอันยาวนานล่าสุดทีมวิจัยจาก University's School of Chemical and Biomolecular Engineering ก็ประสบความสำเร็จในการเพิ่มประสิทธิภาพให้แก่แบตเตอรี่เกลือ โดยการเพิ่มกำมะถันเข้าไปในวงจรทำให้เกิดกระบวนการ Pyrolysis จากขั้วไฟฟ้า ช่วยยกระดับศักยภาพของแบตเตอรี่พลังงานเกลือให้ใช้งานจริงได้ในที่สุด
แบตเตอรี่ที่ประสบความสำเร็จนี้คือ แบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ ซึ่งมีความจุสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดเดียวกันถึง 4 เท่า โดยยังสามารถรักษาความจุสูงสุดของเซลล์พลังงานในแบตเตอรี่ไว้ได้แม้ผ่านการชาร์จไปมากกว่า 1,000 ครั้ง ซึ่งถือเป็นสถิติใหม่สำหรับแบตเตอรี่ซึ่งมีส่วนประกอบของโซเดียม และถือเป็นความสำเร็จครั้งใหญ่ของวงการ
ข้อดีของแบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ เมื่อวัตถุดิบไม่จำเป็นต้องใช้แร่หายาก
ปฏิเสธไม่ได้ว่าศักยภาพความจุแบตเตอรี่ที่เพิ่มจากเดิมถึง 4 เท่านับว่าน่าตื่นตา แต่ที่สำคัญยิ่งกว่าคือวัตถุดิบหลักในการผลิตคือ โซเดียม หรือ เกลือ ที่เราหาได้จากน้ำทะเลทั่วไป สิ่งนี้จะช่วยเปลี่ยนแนวคิดการผลิตแบตเตอรี่ที่เคยมี และอาจสามารถพลิกโฉมโลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลยทีเดียว
อย่างที่ทราบกันว่าปัจจุบันเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเริ่มถึงทางตัน จากข้อจำกัดของตัวแบตเตอรี่เองหรืออัตราการผลิตแร่ลิเธียมเริ่มเกิดปัญหา เหมืองที่เป็นแหล่งส่งออกแร่แห่งสำคัญถูกร้องเรียนหลายครั้ง จากปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในขั้นตอนการทำเหมือง จนเริ่มให้เกิดมลพิษเป็นวงกว้างแก่ชุมชนในพื้นที่
อีกหนึ่งปัญหาสำคัญในการใช้งานแร่ลิเธียมในการผลิตแบตเตอรี่คือ ปริมาณแร่ลิเธียมบนโลกเองก็มีอยู่จำกัดอยู่ในไม่กี่ประเทศ ในอนาคตเมื่อโลกได้รับการผลักดันให้ใช้พลังงานไฟฟ้าเต็มตัวอาจเกิดการขาดแคลน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแบตเตอรี่ที่ทำการผลิตและใช้งานไปครั้งหนึ่ง ไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ จนเป็นปัญหาด้านการจัดการในปัจจุบัน
ตรงข้ามกับเกลือและกำมะถันวัตถุดิบหลักซึ่งใช้ในแบตเตอรี่ชนิดนี้ที่สามารถหาได้ทั่วไป สามารถนำมาใช้ในการผลิตได้อย่างไม่รู้จบ การเปลี่ยนแร่หลักที่ใช้ในการผลิตจะช่วยลดต้นทุนค่าแบตเตอรี่ลงได้มาก ซึ่งถือเป็นหนึ่งในต้นทุนหลักสำหรับสินค้าหลายชนิด เช่น รถยนต์ไฟฟ้า
อีกหนึ่งข้อดีของแบตเตอรี่ที่ผลิตจากโซเดียมคือ การไม่ประสบปัญหาจากอุณหภูมิแบบเดียวกับที่เกิดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ปฏิกิริยาไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ที่ใช้เกลือเป็นวัตถุดิบสามารถเกิดขึ้นได้แม้ในอุณหภูมิหนาวเย็น จึงไม่จำเป็นต้องกังวลการใช้งานแบตเตอรี่ในสภาพอากาศสุดขั้วอีกต่อไป
นี่จึงเป็นเหตุผลให้นักวิจัยจำนวนมากให้ความสนใจพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมเกิดขึ้นมามากมายจากทั่วโลก
ปัจจุบันการพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไม่ได้มีเพียงแบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์อย่างเดียวแต่เกิดขึ้นในหลายภาคส่วน เช่น ในรัสเซียมีการคิดค้นแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขึ้นมา หรือแม้แต่ในประเทศไทยยังมีการพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจากแร่เกลือหิน ที่อาจช่วยผลักดันให้เราเป็นศูนย์กลางในการผลิต EV ได้ในอนาคต
คงต้องรอดูกันต่อไปว่าแบตเตอรี่จากโซเดียมจะเข้ามาทดแทนลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่อื่นๆ ที่อยู่ในระหว่างการพัฒนาได้หรือไม่
ที่มา
https://www.posttoday.com/post-next/687622
https://www.posttoday.com/innovation/1469
https://newatlas.com/energy/cheap-sodium-sulfur-battery-four-times-capacity/
https://www.inceptivemind.com/new-battery-technology-reduce-energy-storage-costs/28668/