สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน (Chinese Academy of Sciences – CAS) ได้ประกาศความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ครั้งสำคัญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต ซึ่งถือเป็นก้าวกระโดดของวงการพลังงานไฟฟ้าสำหรับยานยนต์ โดยการค้นพบครั้งนี้มีศูนย์กลางอยู่ที่ “สถาบันวิจัยโลหะ” ภายใต้ CAS ที่เผยแพร่ผลการศึกษาผ่านวารสารวิชาการระดับโลก
แบตเตอรี่ยืดหยุ่นสูง พร้อมประสิทธิภาพด้านพลังงานและความปลอดภัย
นักวิจัยของสถาบันได้คิดค้นวัสดุแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่ผสมผสานโมเลกุลโพลิเมอร์, หมู่เอทอกซี (ethoxy groups) และสายโซ่กำมะถันขนาดสั้นซึ่งมีปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี โดยโครงสร้างนี้สามารถช่วยให้ไอออนเคลื่อนที่ผ่านชั้นวัสดุได้ดีขึ้น พร้อมรองรับฟังก์ชันทั้งในการส่งผ่านและกักเก็บพลังงานไฟฟ้าในระดับสูง
ผลลัพธ์ที่ได้คือ แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่มี “ความสามารถในการโค้งงอ” สูงมาก โดยผ่านการทดสอบการบิดงอซ้ำถึง 20,000 ครั้ง โดยไม่เสียรูปทรงหรือประสิทธิภาพ และยังสามารถเพิ่มความหนาแน่นพลังงาน (Energy Density) ได้สูงถึง 86% เมื่อใช้ร่วมกับแคโทดชนิดผสมที่มีอิเล็กโทรไลต์แบบพอลิเมอร์ฝังตัวอยู่
แก้ปัญหาคอขวดของแบตเตอรี่โซลิดสเตตแบบเดิม
ปัญหาหลักของแบตเตอรี่โซลิดสเตตในอดีตคือ “ขอบเขตสัมผัสที่ไม่สมบูรณ์” ระหว่างขั้วไฟฟ้ากับชั้นอิเล็กโทรไลต์แข็ง ซึ่งทำให้การนำไอออนไม่มีประสิทธิภาพและทำให้แบตเตอรี่เสื่อมไว นักวิจัยของ CAS สามารถพัฒนาโครงสร้างภายในให้มี “ความต้านทานขอบเขตสัมผัส” ต่ำลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะต่อการใช้งานในระดับอุตสาหกรรมในอนาคต
ยังคงอยู่ในขั้นตอนวิจัย แต่ศักยภาพสูงมาก
แม้ว่าเทคโนโลยีนี้ยังคงอยู่ในขั้นพื้นฐานของการทดลอง ยังไม่ถูกนำไปใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ แต่ความสามารถในการทนโค้งงอ ความปลอดภัยที่สูงกว่าแบตเตอรี่แบบเหลว และการเพิ่มพลังงานต่อหน่วยน้ำหนักที่ชัดเจน ทำให้แบตเตอรี่โซลิดสเตตชนิดใหม่นี้ได้รับความสนใจจากวงการรถยนต์ไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว
จีนเดินหน้าแข่งในตลาดแบตเตอรี่โลก
ควบคู่กับงานวิจัยของ CAS บริษัทพลังงานจีนหลายแห่งต่างเร่งพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตเข้าสู่สายการผลิตเชิงทดลอง เช่น Farasis Energy ที่ประกาศเริ่มสายการผลิตนำร่องในเดือนกันยายน และ Anwa Energy ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก Chery ก็เริ่มผลิตตัวอย่างต้นแบบในเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมา
แม้ปัจจุบัน รถยนต์ไฟฟ้าที่วางจำหน่ายส่วนใหญ่จะยังใช้แบตเตอรี่แบบเหลวหรือกึ่งแข็ง (semi-solid) แต่ทิศทางของอุตสาหกรรมในอีกไม่กี่ปีข้างหน้ากำลังชี้ไปที่เทคโนโลยีโซลิดสเตตอย่างชัดเจน ซึ่งมีความปลอดภัยสูง น้ำหนักเบา และให้ระยะทางขับเคลื่อนที่ยาวนานกว่าแบตเตอรี่แบบเดิม
ที่มา carnewschina.com