Sodium Based Batteries… แบตเตอรี่พลังเกลือ #GreenEconomy

Na-ion Battery

แบตเตอรี่แบบลิเธียม-ไอออน หรือ Lithium-ion ซึ่งเป็นมาตรฐานแบตเตอรี่คุณภาพสูง และ ถูกออกแบบเพื่อใช้เป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์ไฟฟ้าไร้สายทุกชนิด ซึ่งสามารถชารจ์ประจุไฟฟ้าเพื่อใช้งานซ้ำได้ ไม่ว่าจะเป็นโทรศัพท์มือถือ นาฬิกา โน๊ตบุ๊ค หรือ รถยนต์ไฟฟ้า

ด้วยคุณสมบัติในการชาร์จประจุใช้ซ้ำ ขนาดเล็ก และ การดูแลรักษาตลอดอายุการใช้งานต่ำถึงขั้นไม่ต้องทำอะไรเลย… ทำให้แบตเตอรี่แบบลิเธียม-ไอออน กลายเป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์ไฮเทคสารพัด ที่ต้องพึ่งพาประจุไฟฟ้าในการทำงานทั้งหมด…

ปัญหาก็คือ… กระบวนการผลิตลิเธียมเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนนั้น ซับซ้อนยุงยาก และ มีต้นทุนไม่ธรรมดา แถมยังมีปริมาณจำกัดไม่ต่างจากน้ำมัน ซึ่งในระยะยาวก็กระทบต่อการขยายตัวของเศรษฐกิจอยู่ดี… ความพยายามของนักวิจัยสายพลังงานจึงข้ามผ่านลิเธียมเพื่อตามหาวัตถุดิบใหม่ในการเก็บประจุไฟฟ้าจนพบความสามารถโดดเด่นของคุณสมบัติทางประจุไฟฟ้าของ Sodium

งานวิจัยหลังสำเร็จปริญญาเอก หรือ Post-Doctorate ของ Dr.Duygu Karabelli Kaus จาก Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation ในสังกัด Universität Stuttgart Campus Vaihingen ในเมือง Stuttgart ประเทศเยอรมนี ในหัวข้อ… Sodium-Based Batteries: In Search of the Best Compromise Between Sustainability and Maximization of Electric Performance… ซึ่งสาระสำคัญของงานวิจัยได้ศึกษาเปรียบแบตเตอรี่จากวัสดุต่าง โดยเปรียบเทียบความหนาแน่นของพลังงาน หรือ Density… อายุการใช้งาน หรือ Lifetime… ความปลอดภัย หรือ Safety  และ ต้นทุนต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง หรือ Costs per kWh… และ ข้อมูลศึกษาเปรียบเทียบอย่างละเอียดจากงานวิจัยชุดนี้ ได้กลายเป็นเอกสารอ้างอิงชิ้นสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ โซเดียม-ไอออน หรือ Sodium-Ion หรือ Na-ion ในเชิงพาณิชย์กันอย่างคึกคัก

ประเด็นก็คือ… Sodium หรือ Na ที่จะใช้เป็นวัตถุดิบในแบตเตอรรี่โซเดียม-ไอออน จะได้มาจากเกลือที่มีอยู่มากมายบนโลกใบนี้ และ การทำเหมืองและสกัดเอา Sodium มาทำแบตเตอรี่ก็กระทบสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าการทำเหมืองและสกัดลิเธียมอย่างเทียบกันไม่ได้

ผลงานการค้นคว้าจาก Energy Materials Group ใน University of Birmingham ได้ศึกษาธาตุชนิดต่างๆ ที่จะนำมาผลิตแบตเตอรี่ทดแทนลิเธียมเช่นกัน… และพวกเขาร่วมกันประกาศความสำเร็จด้วยการยืนยันว่า โซเดียม หรือ Sodium มีคุณสมบัติที่จะนำมาทำเป็นแบตเตอรี่ได้

แต่การจะนำไอออนของโซเดียมมาแทนที่ไอออนของลิเธียมนั้น ไม่สามารถทำได้โดยตรง เนื่องจากขนาดไอออนของโซเดียมนั้นใหญ่กว่าของลิเธียม ทำให้การใช้คาร์บอนเป็นขั้วไฟฟ้าแบบลิเธียมจึงไม่อาจทำได้… การศึกษาผ่านแบบจำลองด้วยโมเดลทางควอนตัมพบว่า… หากใช้ฟอสฟอรัสมาเป็นขั้วไฟฟ้าแทนคาร์บอน จะทำให้แบตเตอรี่แบบโซเดียม-ไอออน หรือ Sodium-Ion แสดงคุณสมบัติในการชาร์จประจุซ้ำได้เหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่มีราคาในกระบวนการผลิตต่ำกว่า… ที่สำคัญก็คือ การใช้ฟอสฟอรัสจะสามารถทำให้แบตเตอรี่มีความจุมากกว่าเดิมถึง 7 เท่า ซึ่งเป็นสัญญาณที่ดีของแบตเตอรี่ความจุสูงแบบโซเดียม-ไอออนที่จะถูกพัฒนาขึ้นในอนาคต

และล่าสุด… Contemporary Amperex Technology Co., Limited หรือ CATL หนึ่งในผู้ผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลกจากมณฑลฟูเจี้ยน หรือ Fujian ก็ได้ประกาศแผนการผลิตแบตเตอรรี่ Na-ion ในเชิงพาณิชย์โยเร็วที่สุด… ซึ่ง Robin Zeng หรือ Yuqun Zeng ในฐานะ CEO ของ CATL ประกาศชัดเจนว่า… การผลิตแบตเตอรรี่ Na-ion เชิงพาณิชย์ให้ได้ภายในเดือนกรกฎาคม ปี 2021 ก็ยังถือว่าช้ามากแล้ว

References…

Share this post

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Share on pinterest
Share on print
Share on email
Add Reder's Line friends

เพิ่ม Reder เป็นเพื่อนทาง Line... เรามีเรื่องเล่าและแรงบันดาลใจส่งถึงท่านบน Timeline ทุกวัน และ รบกวนท่านผ่านข้อความ Chat เท่าที่จำเป็น

Related Post

The Red Pig – Mercedes 300 SEL 6.8 AMG

The Red Pig – Mercedes-Benz 300 SEL 6.8 #สุดสัปดาห์พาดูรถ

แชมป์รุ่นใหญ่ The 24 Hours of Spa ปี 1971 คราวนั้นเป็นของ Mercedes-Benz 300 SEL ขนาด 6.3 ลิตร ที่ปรับแต่งใหม่โดยสำนัก AMG ของอดีตวิศวกรของ Mercedes–Benz สองคน… โดยคว้านเสื้อสูบ–ตีปลอก–อัดแหวนใหม่ เพิ่มความจุจาก 6,332 ซีซี ไปเป็น 6834 ซีซี… รีดแรงม้าลงพื้นถนนผ่านล้ออัลลอยด์กับยางหน้ากว้างได้เต็มๆ ถึง 420 แรงม้า หรือ 313 กิโลวัตร… ซึ่งรถยนต์ในท้องถนนยุคนั้นยังหาแรงม้าเกิน 60 ได้น้อยมาก… และตัวแข่งไซส์ยักษ์จาก AMG นอกจากจะมาแบบบ้าพลังระดับ Muscle Car แล้ว ยังฉาบด้วยสีแดงเพลิงจนได้ฉายา Red Pig และมีหมายเลข 35 แปะประตู…

bioplastics

Bioplastic… บนสังเวียนสิ่งแวดล้อม

การปะทะกันระหว่างข้อเท็จจริงเรื่อง Bioplastics กับ Petroplastic คงต้องต่อสู้กันต่อไปอีกช่วงหนึ่ง… และที่สำคัญก็คือ ทั้ง Bioplastics และ Petroplastic ยังต้องต่อสู้กับกระแสการ Ban Plastics หรือการรณรงค์ต่อต้านการใช้พลาสติก ซึ่งความเคลื่อนไหวเริ่มมีข้อมูลและกลยุทธ์แหลมคมไม่ต่างจากเมื่อครั้งที่การเคลื่อนไหวต่อต้านบุหรี่ในสหรัฐอเมริกาเมื่อสามสิบปีที่แล้ว…

John Lennon Imagine

Imagine – John Lennon #เพลงดังฟังประจำ

ช่วงคริสต์มาสปี 1971 ซึ่งเพลงของ Imagine ของ John Lennon กลายเป็นปัญหาของทำเนียบขาว… ประธานาธิบดี Richard Nixon ที่ต้องการชนะเลือกตั้งสมัยที่สอง ซึ่งมีนโยบายกำจัดศัตรูทางการเมืองและเสี้ยนหนามทุกทาง ที่จะทำให้ผู้มีสิทธิ์ออกเสียงทั่วสหรัฐอเมริกาไขว่เขว… ซึ่งรายชื่อที่ต้องจัดการหนึ่งในนั่นคือ John Lennon ผู้มีคดีครอบครองและเสพกัญชามาจากอังกฤษ ตั้งแต่ปี 1968 และมาอาศัยเป็นพลเมืองสหรัฐและมีส่วนสำคัญในการประท้วงต่อต้านสงครามเวียดนามที่กำลังลุกลามไปทั่ว…

Fork Road

การตัดสินใจแบบ Doing The Right Things และ Doing The Things Right

สูตรสำเร็จว่าด้วยการตัดสินใจที่ดีงาม หรือ การตัดสินใจให้ประสบความสำเร็จ… จึงถูกทดสอบค้นคว้าจนสามารถบอกได้ว่า ให้ยึดหรือคำนึงถึงตัวชี้วัดทั้ง 2 ส่วนคือ ประสิทธิภาพ หรือ Efficiency และ ประสิทธิผล หรือ Effectiveness ซึ่งการตัดสินใจที่มีประสิทธิผล หรือ Effectiveness จะเป็นตัวชี้ว่า การตัดสินใจนั้นเป็นเรื่องที่ถูกต้องหรือ Doing The Right Things… ในขณะที่ประสิทธิภาพ หรือ Efficiency จะเป็นตัวสะท้อนให้เห็นว่า การตัดสินใจนั้น ถูกต้องเหมาะสมแค่ไหน หรือ Doing The Things Right