นักวิทย์ พัฒนาแบตเตอรี่ราคาประหยัด ใช้งานมากกว่า 8,000 ครั้ง
นักวิจัย จากมหาวิทยาลัย Linköping ในสวีเดนได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่สร้างจากสังกะสีและลิกนินที่สามารถชาร์จใหม่ได้มากกว่า 8,000 ครั้ง
นวัตกรรมนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเสนอทางเลือกแบตเตอรี่ที่ราคาไม่แพงและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะสำหรับภูมิภาคที่มีไฟฟ้าเข้าถึงอย่างจำกัด ผลการวิจัยมีรายละเอียดในวารสาร Energy & Environmental Materials
“แผงโซลาร์เซลล์มีราคาไม่แพงนักและผู้คนจำนวนมากในประเทศที่มีรายได้น้อยก็ได้นำแผงโซลาร์เซลล์มาใช้ อย่างไรก็ตาม ใกล้เส้นศูนย์สูตร ดวงอาทิตย์ตกในเวลาประมาณ 18.00 น. ทำให้ครัวเรือนและธุรกิจต่างๆ ไม่มีไฟฟ้าใช้ ความหวังก็คือเทคโนโลยีแบตเตอรี่นี้
แม้จะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าแบตเตอรี่ Li-ion ที่มีราคาแพง แต่ก็จะสามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาสำหรับสถานการณ์เหล่านี้ได้ในที่สุด” Reverant Crispin ศาสตราจารย์ด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออร์แกนิกจากมหาวิทยาลัย Linköping กล่าวความก้าวหน้าในด้านวัสดุแบตเตอรี่
กลุ่มวิจัยของเขาที่ Laboratory of Organic Electronics ร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Karlstad และ Chalmers ได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยสังกะสีและลิกนินซึ่งเป็นวัสดุสองชนิดที่คุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในแง่ของความหนาแน่นของพลังงานเทียบได้กับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแต่ไม่มีตะกั่วซึ่งเป็นพิษ
แบตเตอรี่มีความเสถียร เนื่องจากสามารถใช้งานได้มากกว่า 8000 รอบ โดยยังคงประสิทธิภาพไว้ประมาณ 80% นอกจากนี้แบตเตอรี่จะคงประจุไว้ได้ประมาณหนึ่งสัปดาห์ซึ่งนานกว่าแบตเตอรี่ที่ทำจากสังกะสีอื่นๆ ที่คล้ายกันซึ่งจะคายประจุได้ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงแม้ว่าแบตเตอรี่ที่ใช้สังกะสีจะมีอยู่ในตลาดอยู่แล้ว
โดยส่วนใหญ่เป็นแบตเตอรี่ที่ไม่สามารถชาร์จใหม่ได้แต่คาดว่าจะเสริมและในบางกรณีจะเปลี่ยนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในระยะยาวเมื่อมีการแนะนำคุณลักษณะการชาร์จใหม่อย่างเหมาะสมความคุ้มค่าและการรีไซเคิล “แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะมีประโยชน์เมื่อใช้งานอย่างถูกต้องแต่ก็สามารถระเบิดได้ ท้าทายในการรีไซเคิล
และเป็นปัญหาในแง่ของปัญหาสิ่งแวดล้อมและสิทธิมนุษยชนเมื่อมีการแยกองค์ประกอบเฉพาะ เช่น โคบอลต์ออก ดังนั้น แบตเตอรี่ที่ยั่งยืนของเราจึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ โดยที่ความหนาแน่นของพลังงานไม่สำคัญ” Ziyauddin Khan นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์ออร์แกนิกของ LiU กล่าว
ปัญหาเกี่ยวกับแบตเตอรี่สังกะสีโดยหลักแล้วมีความทนทานต่ำเนื่องจากสังกะสีทำปฏิกิริยากับน้ำในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่
ปฏิกิริยานี้นำไปสู่การสร้างก๊าซไฮโดรเจนและการเจริญเติบโตของเดนไดรต์ของสังกะสี ส่งผลให้แบตเตอรี่ไม่สามารถใช้งานได้
เพื่อรักษาเสถียรภาพของสังกะสีจึงมีการใช้สารที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์เกลือน้ำในโพลีเมอร์ (WiPSE) ที่มีโพแทสเซียมโพลีอะคริเลต สิ่งที่นักวิจัยที่ Linköping ได้แสดงให้เห็นแล้วก็คือ เมื่อใช้ WiPSE ในแบตเตอรี่ที่มีสังกะสีและลิกนิน จะมีความเสถียรสูงมาก “ทั้งสังกะสีและลิกนินมีราคาถูกมาก และแบตเตอรี่สามารถรีไซเคิลได้ง่าย และถ้าคุณคำนวณต้นทุนต่อรอบการใช้งาน
แบตเตอรี่จะกลายเป็นแบตเตอรี่ราคาถูกมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน” Ziyauddin Khan กล่าว ปัจจุบันแบตเตอรี่ที่พัฒนาในห้องปฏิบัติการมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม นักวิจัยเชื่อว่าพวกเขาสามารถสร้างแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่มีขนาดประมาณแบตเตอรี่รถยนต์ได้ เนื่องจากมีลิกนินและสังกะสีอยู่เป็นจำนวนมากในราคาที่ต่ำ
อย่างไรก็ตามการผลิตจำนวนมากจะต้องอาศัยการมีส่วนร่วมของบริษัทคริสปินผู้เคารพนับถือยืนยันว่าตำแหน่งของสวีเดนในฐานะประเทศแห่งนวัตกรรมช่วยให้สามารถช่วยเหลือประเทศอื่นๆ ในการนำทางเลือกที่ยั่งยืนมากขึ้นมาใช้ “เรามองว่ามันเป็นหน้าที่ของเราในการช่วยประเทศที่มีรายได้น้อยหลีกเลี่ยงการทำผิดพลาดแบบเดียวกับที่เราทำ
เมื่อพวกเขาสร้างโครงสร้างพื้นฐานพวกเขาจำเป็นต้องเริ่มด้วยเทคโนโลยีสีเขียวทันทีหากมีการนำเทคโนโลยีที่ไม่ยั่งยืนมาใช้ ผู้คนหลายพันล้านคนจะนำไปใช้ซึ่งนำไปสู่ภัยพิบัติทางสภาพอากาศ” รีเวอร์แรนท์ คริสปิน กล่าว
.