แบตเตอรี่ “ไร้มวล” ปฏิวัติวงการขยายระยะทางของ รถยนต์ไฟฟ้า

เทคโนโลยี แบตเตอรี่ “ไร้มวล” ที่ปฏิวัติวงการอาจขยายระยะทางของรถยนต์ไฟฟ้าได้ถึง 70%

แบตเตอรี่ โครงสร้างใหม่จากมหาวิทยาลัย Chalmers สามารถลดน้ำหนักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยานพาหนะได้อย่างมาก โดยการรวมความสามารถในการรับน้ำหนักและการจัดเก็บพลังงานเข้าด้วยกันนับเป็นการก้าวกระโดดในด้านประสิทธิภาพและศักยภาพในการออกแบบ
หากยานพาหนะหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุที่ทำหน้าที่เป็นทั้ง

แบตเตอรี่และโครงสร้างรับน้ำหนัก น้ำหนักและการใช้พลังงานก็จะลดลงอย่างมาก ปัจจุบัน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers
ได้ประสบความสำเร็จในการกักเก็บพลังงานแบบไร้มวลด้วยแบตเตอรี่โครงสร้างใหม่ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของแล็ปท็อปลงได้ครึ่งหนึ่ง
ทำให้โทรศัพท์มือถือบางเท่าบัตรเครดิต

และเพิ่มระยะขับเคลื่อนของ รถยนต์ไฟฟ้า ได้มากถึง 70 เปอร์เซ็นต์เมื่อชาร์จเพียงครั้งเดียวความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแบตเตอรี่โครงสร้าง
“เราประสบความสำเร็จในการสร้างแบตเตอรี่ที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งมีความแข็งแรงเท่ากับอลูมิเนียมและมีพลังงานหนาแน่นเพียงพอที่จะใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ เช่นเดียวกับโครงกระดูกของมนุษย์ แบตเตอรี่มีฟังก์ชันหลายอย่างพร้อมกัน”

ริชา ชอดฮารี นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Chalmers กล่าว ซึ่งเป็นผู้เขียนคนแรกของบทความทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์ใน Advanced Materials
เมื่อไม่นานนี้ความก้าวหน้าและศักยภาพของแบตเตอรี่โครงสร้างการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่โครงสร้างได้ดำเนินมาเป็นเวลาหลายปีที่ Chalmers และในบางขั้นตอนยังดำเนินการร่วมกับนักวิจัยที่ KTH Royal Institute of Technology ในสตอกโฮล์ม ประเทศสวีเดน

เมื่อศาสตราจารย์ Leif Asp และเพื่อนร่วมงานเผยแพร่ผลการวิจัยครั้งแรกในปี 2018 เกี่ยวกับวิธีที่เส้นใยคาร์บอนที่แข็งแรงสามารถกักเก็บพลังงานไฟฟ้าทางเคมีได้ ความก้าวหน้าดังกล่าวได้รับความสนใจอย่างมากข่าวที่ว่าเส้นใยคาร์บอนสามารถทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้แพร่หลายไปอย่างกว้างขวาง

และความสำเร็จดังกล่าวได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในสิบความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ ที่สุดแห่งปีโดย Physics World อันทรงเกียรติ
การเพิ่มประสิทธิภาพยานยนต์ไฟฟ้าด้วยแบตเตอรี่โครงสร้างตั้งแต่นั้นเป็นต้นมากลุ่มวิจัยได้พัฒนาแนวคิดเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มทั้งความแข็งแกร่งและความหนาแน่นของพลังงาน โดยความสำเร็จครั้งก่อนหน้านี้เกิดขึ้นในปี 2021 เมื่อแบตเตอรี่มีความหนาแน่นของพลังงาน 24 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม (Wh/kg)

ซึ่งหมายถึงความจุประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เทียบเคียงได้ ปัจจุบันมีความจุสูงถึง 30 Wh/kg แม้ว่าแบตเตอรี่ในปัจจุบันจะยังต่ำกว่าแบตเตอรี่ในปัจจุบัน แต่เงื่อนไขต่างๆ ก็แตกต่างกันมาก

เมื่อแบตเตอรี่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างและสามารถทำจากวัสดุน้ำหนักเบาได้น้ำหนักรวมของรถก็จะลดลงอย่างมาก ดังนั้น จึงไม่จำเป็นต้องมีพลังงานมากเท่ากับรถยนต์ไฟฟ้าอีกต่อไป อนาคตของการขนส่งที่มีน้ำหนักเบาและประหยัดพลังงาน “การลงทุนในรถยนต์ที่มีน้ำหนักเบาและประหยัดพลังงานเป็นเรื่องปกติหากเราต้องการประหยัดพลังงานและคิดถึงคนรุ่นต่อไป

เราได้คำนวณรถยนต์ไฟฟ้าแล้วพบว่ารถยนต์ไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนได้นานกว่าปัจจุบันถึง 70 เปอร์เซ็นต์ หากมีแบตเตอรี่โครงสร้างที่สามารถแข่งขันได้” Leif Asp

หัวหน้าฝ่ายวิจัย ซึ่งเป็นศาสตราจารย์จากภาควิชาวิทยาศาสตร์อุตสาหกรรมและวัสดุที่ Chalmers กล่าว คุณสมบัติอเนกประสงค์ของแบตเตอรี่โครงสร้างใหม่แน่นอนว่าเมื่อพูดถึงรถยนต์แล้วการออกแบบจะต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะตอบสนองข้อกำหนดด้านความปลอด
ภัยนั้นมีความต้องการสูงเซลล์แบตเตอรี่โครงสร้างของทีมวิจัยได้เพิ่มความแข็งขึ้นอย่างมาก

หรือพูดให้เจาะจงยิ่งขึ้นก็คือ โมดูลัสความยืดหยุ่น ซึ่งวัดเป็นกิกะปาสกาล (GPa) จาก 25 เป็น 70 ซึ่งหมายความว่าวัสดุนี้สามารถรับน้ำหนักได้ดีเท่ากับอลูมิเนียมแต่มีน้ำหนักเบากว่า “ในแง่ของคุณสมบัติการใช้งานหลายอย่างแบตเตอรี่ใหม่นี้มีประสิทธิภาพดีกว่ารุ่นก่อนถึงสองเท่า
และยังดีที่สุดเท่าที่มีมาในโลกอีกด้วย” Leif Asp ผู้ทำการวิจัยแบตเตอรี่โครงสร้างมาตั้งแต่ปี 2007 กล่าว ขั้นตอนสู่การนำแบตเตอรี่โครงสร้างออกสู่ตลาดตั้งแต่เริ่มต้น

เป้าหมายคือการบรรลุประสิทธิภาพที่ทำให้สามารถนำเทคโนโลยีนี้ออกสู่ตลาดได้ควบคู่ไปกับความจริงที่ว่าการวิจัยยังคงดำเนินต่อไปการเชื่อมโยงกับตลาดก็แข็งแกร่งขึ้นด้วยบริษัท Sinonus AB ซึ่งเป็นบริษัท Chalmers Venture ที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นใหม่และมีสำนักงานใหญ่ในเมืองโบโรส ประเทศสวีเดน

อย่างไรก็ตาม ยังคงมีงานวิศวกรรมอีกมากที่ต้องทำก่อนที่เซลล์แบตเตอรี่จะก้าวจากการผลิตในห้องแล็บในระดับเล็กไปสู่การผลิตในระดับใหญ่สำหรับอุปกรณ์เทคโนโลยีหรือยานพาหนะของเรา

“เราคงนึกภาพออกว่าโทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อปที่บางเท่าบัตรเครดิตซึ่งมีน้ำหนักเพียงครึ่งเดียวของปัจจุบันนั้นใกล้เคียงที่สุดในเวลานี้
หรืออาจเป็นไปได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์หรือเครื่องบินใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โครงสร้างจำเป็นต้องมีการลงทุนครั้งใหญ่เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่ท้าทายของอุตสาหกรรมการขนส่ง แต่เทคโนโลยีนี้สามารถสร้างความแตกต่างได้มากที่สุด” Leif Asp ผู้สังเกตเห็นความสนใจอย่างมากจากอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ กล่าว

.

ที่มา  :  https://scitechdaily.com/revolutionary-massless-battery-technology-could-extend-ev-range-by-70