ปี 2023 น่าจะเป็นปีที่ดุเดือดไม่น้อยสำหรับตลาดรถ EV ในประเทศไทย ซึ่งได้เห็นค่ายรถที่มี BEV หรือ Battery Electric Vehicle พร้อมจำหน่าย ต่างก็ส่งสัญญาณถึงลูกค้าเป้าหมายอย่างเข้มข้นมาตั้งแต่ปลายปีที่แล้ว เพื่อสื่อสารการตลาดกับเป้าหมายว่าจะได้ลอง และ ได้จองรถกันเมื่อไหร่… ซึ่งส่วนใหญ่ก็เป็นปีนี้ โดยมีงานแสดงรถยนต์ช่วงก่อนสกรานต์ปีนี้แหละ… เป็นช่วงเวลาเปิดตัวและเปิดจองกันอย่างคึกคักค่อนข้างแน่ ถึงแม้ BEV หรือ Battery Electric Vehicle บนท้องถนนจะมีปัญหาเรื่องชาร์จนาน วิ่งได้แต่ในเมือง และ แบตเตอรีลูกใหม่แพงกว่าตัวรถค่อนข้างแน่เหมือนกัน ถ้ารถถูกใช้งานไปแล้วหลายปี หรือ กลายเป็นรถมือสอง… ซึ่งยังเร็วเกินไปที่จะได้บอกว่าคุ้มค่า หรือ ดีงามตามคาดแค่ไหน… เพราะปัญหาใหญ่ของ BEV หรือ Battery Electric Vehicle ก็ยังวนเวียนอยู่กับเทคโนโลยีแบตเตอรีที่ยังคงเป็นกับดักสำคัญในเชิงประสิทธิภาพ และ ความคุ้มค่าเชิงเศรษฐศาสตร์อยู่
พูดถึงประสิทธิภาพของยานพาหนะไฟฟ้า… ถ้าสามารถข้ามพ้นกับดักเรื่องแบตเตอรีไปได้เมื่อไหร่ โดยเฉพาะ “เวลาชาร์จ” จนแบตเตอรีเต็มพร้อมใช้งาน กับ “ความจุ” ของประจุไฟฟ้าที่ชาร์จสะสมได้เพื่อให้เดินทางได้ไกล และ ใช้กระแสไฟฟ้าไปกับเครื่องอำนวยความสะดวกระหว่างเดินทาง… รวมทั้งคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริงในแง่ขยะพิษจากแบตเตอรีที่ผลิตใช้งานอยู่ในพาหนะไฟฟ้าในปัจจุบัน… ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแค่เรื่องไอเสีย ส่วนเรื่องสารพิษและการใช้ซ้ำ หรือ ReUsed แบบที่เป็นมิตรกับโลกสีเขียวจริงๆ ก็ยังเป็นประเด็นพูดความจริงไม่หมดกันอยู่
ข่าวดีก็คือ… ความก้าวหน้าในการค้นคว้า และ พัฒนาแบตเตอรีของไหล หรือ Flow Battery หรือ Redox Flow Battery จากเทคโนโลยี Reduction–Oxidation ซึ่งแต่เดิมยังเป็นแบตเตอรรีขนาดเท่าบ้าน… กำลังถูกออกแบบใหม่ให้มีขนาดเล็กลงมาก ถึงขั้นสามารถติดตั้งใช้งานกับยานพาหนะไฟฟ้าขนาดปกติที่มีใช้กันบนท้องถนนได้… ซึ่งประสิทธิภาพ และ ศักยภาพในฐานะ Power Supply สำหรับพาหนะไฟฟ้าหลายรูปแบบของ Flow Battery ถูกยืนยันโดยนักวิทยาศาสตร์จาก DARPA หรือ Defense Advanced Research Projects Agency และ NASA ที่กำลังวางแผนนำใช้ Flow Battery กับพาหนะของกองทัพ และ กิจการอวกาศอย่างเร่งด่วน… โดยมีสตาร์ทอัพจากชิคาโก ชื่อ Influit Energy ซึ่งแยกตัวมาจาก Illinois Tech หรือ Illinois Institute of Technology กำลังเคลื่อนไหวเพื่อสานภารกิจการพัฒนา Flow Battery เชิงพาณิชย์ร่วมกับ DARPA และ NASA อย่างเร่งด่วน
เพจ Thai Energy Storage System อธิบายหลักการทำงานของ Flow Battery เป็นภาษาไทยเอาไว้ว่า… ภายในระบบ Flow Battery จะประกอบด้วยการอัดประจุ และ การคายประจุ ซึ่งเป็นปฎิกิริยารีดอกซ์ หรือ Reduction-Oxidation
Image credit: https://www.solarreviews.com
โดยการอัดประจุ หรือ การชาร์จ หรือ Charge ของ Flow Battery จะเป็นกระบวนการที่ “สารละลายแคโทรไลต์ หรือ Catholyte” ในฝั่งขั้วบวกเกิดปฎิกิริยา Oxidation โดยอิเลคตรอน หรือ ประจุลบ วิ่งผ่านวงจรภายนอกจาก “ขั้วบวก หรือ Cathode” ไปยัง “ขั้วลบ หรือ Anode” ทำให้เกิดการดึงกระแสจากแหล่งจ่ายไฟไปสะสมอยู่ที่ขั้วบวก ในขณะที่โปรตอนซึ่งเป็นประจุบวกของแคโทรไลต์ จะวิ่งผ่าน Membrane แลกเปลี่ยนโปรตอนกับ “สารละลายแอโนไลต์ หรือ Anolyte” ทำให้เกิดปฎิกิริยา Reduction…
ส่วนการคายประจุ หรือ Discharge ของ Flow Battery จะเป็นปฎิกิริยาที่ตรงกันข้ามกันคือ… “สารละลายแคโทรไลต์ หรือ Catholyte” ในฝั่งขั้วบวกเกิดปฎิกิริยา Oxidation โดยอิเลคตรอน หรือ ประจุลบ วิ่งผ่านวงจรภายนอกจาก “ขั้วลบ หรือ Anode” ไปรวมตัวกันที่ “ขั้วบวก หรือ Cathode” ทำให้สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับโหลดในขณะที่โปรตอนซึ่งเป็นประจุบวก จะวิ่งผ่าน Membrane กลับไปยัง “สารละลายแคโทรไลต์ หรือ Catholyte” ทำให้เกิดปฎิกิริยา Reduction…
แบตเตอรีของไหล หรือ Flow Battery หรือ Redox Flow Battery ไม่ใช้เทคโนโลยีใหม่… เพราะสิทธิบัตรแรกถูกแจ้งจดโดย John Doyle ซึ่งได้ถือครองสิทธิบัตรเลขที่ US224404 มาตั้งแต่วันที่ 29 กันยายน ปี 1879… เพียงแต่ Flow Battery ถูกสร้างเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าระดับสถานีจ่ายไฟฟ้า โดยเฉพาะการใช้เป็นแบตเตอรีสำหรับ Solar Farm… Wind Farm และ เขื่อนสูบกลับแบบต่างๆ
Flow Battery ใน Solar Farm
Flow Battery สำหรับ Solar Farm หรือ Wind Farm
ประเด็นก็คือ… Flow Battery เทคโนโลยีใหม่ของ Influit Energy ที่ดึงดูดการสนับสนุนจากทั้ง DARPA และ NASA ได้พัฒนาระบบบนเทคโนโลยี Flow Battery ด้วยระบบนิเวศการใช้เชื้อเพลิงแบบที่เราคุ้นเคยกันมาเป็นร้อยปี… โดยพัฒนาให้ “สารละลายแอโนไลต์ หรือ Anolyte และ สารละลายแคโทรไลต์ หรือ Catholyte” สามารถเปลี่ยนถ่ายใหม่ ณ สถานีบริการ ที่สามารถเติมเต็มประจุไฟฟ้าให้ยานพาหนะได้ร้อยเปอร์เซนต์ด้วยเวลาเพียง 3-5 นาที… และ ของเหลวทั้งสองชนิดยังปลอดภัยกับสิ่งแวดล้อมกว่า และ ไม่ติดไฟอีกด้วย
ผังระบบ Rechargeable Electric Fuel ใน FlowCell Vehicle ของ Influit Energy
เทคโนโลยีของ Influit Energy จึงไม่ใช้เทคโนโลยีแบตเตอรีอีกแล้วก็ว่าได้… เพราะสิ่งที่ Influit Energy กำลังทำขายเป็น Rechargeable Electric Fuel… ซึ่งปัจจุบันถูกทดสอบในรถต้นแบบที่เรียกว่า FlowCell Vehicle ซึ่งยังหาข้อมูลยืนยันความสำเร็จสำหรับเทคโนโลยี FlowCell ของ Influit Energy… แต่เทคโนโลยี FlowCell ประยุกต์รูปแบบอื่นๆ บนแนวคิดการใช้งาน Flow Battery แบบเดียวกับ Rechargeable Battery ที่มีใช้กันอยู่… ก็มีรายงานความสำเร็จที่น่าสนใจในหลายแง่มุม โดยเฉพาะค่ายรถน้องใหม่อย่าง nanoFlowcell ในเยอรมนีที่เปิดตัวรถตระกูล QUANT ไปแล้ว… ข้อมูลครบจะเอามาเล่าให้ฟังอีกที
รถต้นแบบรุ่น Quantino จาก nanoFlowcell ในเยอรมนีกำลังทดสอบรถ
Reference…
