จากผู้ผลิตรถยนต์ไปจนถึงมหาวิทยาลัย นักวิจัยชาวญี่ปุ่นกำลังเร่งความพยายามในการพัฒนาแบตเตอรี่รุ่นต่อไปที่จะช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถเดินทางได้ 1,000 กิโลเมตรต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

โตเกียว --แบตเตอรี่ฟลูออไรด์ไอออนถูกมองว่าเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริง มีความหนาแน่นพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถึงหกถึงเจ็ดเท่า ซึ่งเป็นมาตรฐานปัจจุบันในรถยนต์ไฟฟ้า และจะปูทางไปสู่แบตเตอรี่ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา

อิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ฟลูออไรด์ไอออนต้องการวัสดุน้อยกว่าลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ใหม่ในทางทฤษฎียังสามารถสร้างขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้โลหะหายาก ซึ่งช่วยลดโอกาสที่เกิดปัญหาในห่วงโซ่อุปทาน

มหาวิทยาลัยเกียวโตเป็นผู้นำการพัฒนาแบตเตอรี่ฟลูออไรด์ไอออนในญี่ปุ่น ในปีพ. ศ. 2560 ได้สร้างเครื่องที่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง การวิจัยแบบเดิม ๆ มุ่งเน้นไปที่แบตเตอรี่โซลิดสเตต ซึ่งไม่สามารถนำฟลูออไรด์ไอออนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เว้นแต่จะได้รับความร้อนถึง 150 C หรือร้อนกว่านั้น แบตเตอรี่ของมหาวิทยาลัยแก้ปัญหานี้โดยใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีฟลูออไรด์อินทรีย์

ในปี 2563 มหาวิทยาลัยเกียวโตและ Toyota Motor ได้ทำการทดสอบต้นแบบแบตเตอรี่โซลิดสเตตฟลูออไรด์ไอออน สถาบันวิจัยฮอนด้าประกาศในปี 2561 เกี่ยวกับความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการวิจัยแบตเตอรี่ฟลูออไรด์ไอออนภายใต้ความร่วมมือกับ NASA และ California Institute of Technology

ความท้าทายยังคงอยู่ก่อนที่แบตเตอรี่ฟลูออไรด์ไอออนจะเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ ยังไม่ได้ค้นพบส่วนผสมที่เหมาะสมของวัสดุอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์

ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงยังคงทำงานได้ดีกว่าในแง่ของรอบการชาร์จและแรงเคลื่อนไฟฟ้า อุปสรรคสำคัญคือการหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการระบุว่าวัสดุใดจะมีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ฟลูออไรด์-ไอออน

กลุ่มนักวิจัยซึ่งรวมถึง Kenichi Okazaki ซึ่งปัจจุบันเป็นรองศาสตราจารย์ที่ Ritsumeikan University ในเดือนกันยายนได้เปิดเผยการวิเคราะห์ปฏิกิริยาของขั้วไฟฟ้าบิสมัทและตะกั่วในแบตเตอรี่ฟลูออไรด์ไอออน พร้อมกับผลกระทบต่อการชาร์จและการคายประจุ

บิสมัทในแคโทดทำปฏิกิริยาโดยตรงกับฟลูออไรด์ไอออน ทำให้อิเล็กโทรดบวม ตะกั่วที่ขั้วบวกในขณะเดียวกันจะละลายในสารละลายอิเล็กโทรไลต์และตกผลึกบนพื้นผิวของอิเล็กโทรด ความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลต่อจำนวนรอบการชาร์จที่แบตเตอรี่สามารถทำได้

ผลลัพธ์เป็นแนวทางในการค้นหาวัสดุแบตเตอรี่ Okazaki กล่าว

ภายในปี 2568 นักวิจัยวางแผนที่จะพัฒนาแบตเตอรี่ต้นแบบที่มีขั้วไฟฟ้าทองแดงและอลูมิเนียม ซึ่งเป็นวัสดุที่มีราคาถูกและมีความเสี่ยงน้อยกว่าในการจัดหามากกว่าทางเลือกอื่นๆ พวกเขายังตั้งเป้าที่จะปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าจาก 0.3 โวลต์ที่ทำได้ด้วยแบตเตอรี่บิสมัทลีดเป็นอย่างน้อย 2 โวลต์ ซึ่งเป็นระดับที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์

"ฉันต้องการเสนอทางเลือกอื่นให้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพื่อก้าวไปสู่สังคมที่ปราศจากคาร์บอน" โอกาซากิกล่าว.

ที่มา: นิเคอิ เอเชีย

ข่าวอื่นที่น่าสนใจ

ฉนวน เอสซีจีคว้าฉลาก Circular Mark ร่วมตอกย้ำการผลิตเพื่อความยั่งยืน
https://www.thaiquote.org/content/248518

รัฐบาลห่วงกลุ่ม 608 ร่วมงานประเพณีทอดกฐินเสี่ยงโควิด-19 แนะการ์ดอย่าตก
https://www.thaiquote.org/content/248525

จีดับบลิวเอ็มเผยยานยนต์พลังงานใหม่ทำยอดขายเพิ่มขึ้น 14% เทียบรายปี เล็งเปิดตัวรุ่นใหม่ ๆ ตีตลาดโลก
https://www.thaiquote.org/content/248454