แบตเตอรี่ชนิดขั้วโลหะเหลวแบบใหม่ที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง แบตเตอรี่อีกรูปแบบที่อาจจะมาทดแทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบัน? 😉🔋👍
เพราะมันรวมข้อดีของแบตเตอรี่แบบแข็งและแบบเหลวเข้าไว้ด้วยกัน
แบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันกำลังเจอความท้าทายจากแบตเตอรี่รูปแบบใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นทุกวัน
เมื่อทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทกซัสได้พัฒนาแบบเตอรี่ชนิดโลหะเหลวชนิดใหม่ขึ้นมา ซึ่งเป็นการรวมข้อดีของแบตเตอรี่แบบแข็งและแบบเหลวไว้ด้วยกัน
ก่อนจะไปต่อ ขออธิบายก่อนว่าแบตเตอรี่แบบแข็งแบบเหลวต่างกันยังไง
แบตเตอรี่แบบแข็งหรือ Solid-state battery อันนี้พวกเราน่าจะคุ้นเคยกันอยู่แล้วก็พวกแบตลิเธียมที่เราใช้กันอยู่ในมือถือ ถ่านชาร์จ E-loop หรือใน Power Bank นั่นเอง
แบตเตอรี่แบบเหลวหรือ liquid-state battery อันนี้ไม่ใช่แบตแบบเติมน้ำกลั่นนะครับ แต่เป็นแบตเตอรี่ที่ขั้วแคโทดและแอโนดอยู่ในสถานะของเหลว ตัวอย่างเช่น Flow Battery
ซึ่งใช้สารละลาย 2 ชนิดที่ทำหน้าที่เป็นขั้วแคโทดและแอโนด ที่ถูกกั้นด้วยผนังที่สามารถทำการแลกเปลี่ยนอิเล็คตรอนกันได้ระหว่าง 2 ฝั่ง
การอัดประจุและใช้งานก็เหมือนกับแบตเตอรี่ทั่วไป นั่นคือตอนชาร์จก็รับไฟจากแหล่งจ่ายไฟเข้าที่แต่ละขั้วบวกและขั้วลบ และเมื่อใช้งานก็สลับให้ประจุที่เก็บไว้ในแต่ละฝั่งของขั้วแบตเตอรรี่จ่ายกระแสไฟออก
หลักการทำงานของ Flow battery รูปแบบหนึ่ง
โดยปกติแล้วแบตเตอรี่แบบเหลวนี้มีประสิทธิภาพสูงกว่าและมีปัญหาด้านการเสื่อมสภาพตามรอบการใช้งานน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม แต่ราคาสูงกว่าครับ
เปรียบเทียมราคาระหว่าง Battery Storage Power Plant ที่ใช้แบตลิเธียมกับ Flow Battery
และแบตเตอรี่ลิเธียมยังมีข้อได้เปรียมคือการบริหารจัดการทำได้ง่ายกว่า เพราะเอาแบตมาต่อพ่วงเพื่อเพิ่มความจุได้ง่ายกว่า
แต่วันนี้ liquid-state battery ที่เราจะพูดถึงนี้มีความแตกต่างออกไป คือเป็นแบตเตอรี่ที่ขั้วแคโทดและแอโนดเป็นโลหะเหลวที่ถูกกั้นด้วยตัวกลางอิเล็คโทรไลต์
ส่วนประกอบของแบตเตอรี่ชนิดขั้วโลหะเหลว
ซึ่งก่อนหน้านี้ก็ได้มีความพยายามพัฒนาแบตเตอรี่รูปแบบนี้ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมทั้งด้านความเร็วในการชาร์จประจุ การเสื่อมประสิทธิภาพตามรอบการใช้งาน แต่แบตเตอรี่ขั้วโลหะเหลวนั้นมีจุดอ่อนใหญ่อยู่ข้อหนึ่ง
นั่นคือต้องมีแหล่งความร้อนเพื่อทำให้ขั้วโลหะทั้งสองฝั่งอยู่ในสถานะของเหลว ซึ่งโดยปกติต้องให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงถึง 240 องศาเซลเซียส
แต่ด้วยขั้วโลหะที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นมาใหม่นี้สามารถคงสภาพของเหลวได้ตั้งที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสเป็นต้นไป
โดยขั้วแอโนดนั้นทำจากโลหะผสมโซเดียม-โพแทสเซียม ส่วนขั้นแคโทดนั้นทำจากโลหะผสมที่มีแกลเลียมเป็นส่วนประกอบหลัก
หน้าตาของแบตเตอรี่ขั้วโลหะเหลวชนิดใหม่นี้
ซึ่งนับว่าเป็นการแก้ข้อด้อยเดิมของแบตเตอรี่ชนิดนี้ และเปิดโอกาสให้แบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้เข้ามาเป็นทางเลือกใหม่ในการเลือกใช้งาน เพราะสามารถปรับขนาดของก้อนแบตเตอรี่ตามต้องการได้เหมือนกันแบตเตอรี่แบบแข็ง แถมมีประสิทธิภาพสูงกว่าด้วย
ทั้งยังลดปัญหาของการใช้วัตถุดิบหายากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมซึ่งจะทำให้ต้นทุนมีแนวโน้มต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมด้วย
แต่นี่ก็ยังไม่ใช่สุดทางของการพัฒนา เพราะทีมวิจัยยังคงตั้งเป้าในการเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้งานที่อุณหภูมิห้องให้สูงขึ้น (ถ้าอุ่นให้ร้อนแบตเตอรี่นี้จะมีประสิทธิภาพสูงขึ้นแต่ก็จะเสียพลังงานไปในการอุ่นขั้วโลหะ)
และอีกประการหนึ่งคือขั้วแคโทดที่ใช้โลหะแกลเลียมนี้ก็เป็นโลหะหายากที่มีราคาแพง ซึ่งทีมวิจัยต้องพัฒนาหาส่วนผสมขั้วแคโทดที่ใช้โลหะตัวอื่นที่ไม่ใช่แกลเลียมแทน
แม้จะยังไม่ใช่ปลายทางที่จะมาเบียดแบตเตอรี่ลิเธียมให้กลายเป็นของตกยุค แต่ก็นับว่าน่าสนใจทีเดียวครับกับแบตเตอรี่ขั้วโลหะเหลวนี้ รอดูกันต่อไป 😉
Source;
- 13
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
