แบตใหม่จากจีน วิ่งได้ 2 เท่า แม้อุณหภูมิ -70°C — เตรียมเปลี่ยนโลกอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิด?

แบตเตอรี่ lithium ลิเธียม ที่เราใช้ใน smartphone สมาร์ตโฟน หรือ รถยนต์ไฟฟ้า วันนี้อาจกำลังเผชิญกับจุดเปลี่ยนในประวัติศาสตร์ หลังนักวิจัยจากจีนเปิดตัว อิเล็กโทรไลต์ ชนิดใหม่ที่ทนอุณหภูมิได้ต่ำถึง ลบ 70 องศาเซลเซียส — หนาวกว่า Antarctica ทวีปแอนตาร์กติกา ในฤดูหนาว — และให้ ความหนาแน่นพลังงาน สูงขึ้นถึง 2-3 เท่า ภายในก้อนแบตเตอรี่ขนาดเดิม

หลายคนอาจไม่รู้ แต่ปัญหาใหญ่ของแบต ลิเธียมไอออน ในสภาพอากาศหนาวคือ อิเล็กโทรไลต์ ที่ใช้กันทั่วไปมักอิงสารประกอบ nitrogen ไนโตรเจน และ oxygen ออกซิเจน ซึ่งเมื่อเจอความเย็นจะ ข้นตัว เหมือน honey น้ำผึ้ง ที่ถูกแช่ในตู้เย็น ทำให้ ion ไอออน เคลื่อนที่ได้ช้า ประสิทธิภาพการส่ง ประจุไฟฟ้า ลดฮวบ ผลคือ แบตหมดเร็ว ชาร์จช้า ระยะทางวิ่งของ อีวี หดหายเกินครึ่งในบางประเทศหนาวจัด

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย หนานไค และ สถาบันพลังงานอวกาศเซี่ยงไฮ้ ตัดปัญหาด้วยการเลิกใช้สารเหล่านั้น แล้วหันไปใช้ ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน หรือ เอชเอฟซี — สารที่มี hydrogen ไฮโดรเจน fluorine ฟลูออรีน และ carbon คาร์บอน เป็นองค์ประกอบหลัก — ซึ่งมี ความหนืดต่ำ แม้ในอุณหภูมิเย็นจัด ทำให้ การเคลื่อนที่ของไอออน ยังคงรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

ผลงานนี้ตีพิมพ์ในวารสาร เนเจอร์ — หนึ่งใน เกียรติยศสูงสุด ของวงการวิทยาศาสตร์ — แสดงว่าวิธีการและผลลัพธ์ผ่านการ ทบทวนโดยผู้เชี่ยวชาญ อย่างเข้มงวด ไม่ใช่แค่การอ้างอิงลอยๆ ตัวเลขที่น่าตกใจคือ ความหนาแน่นพลังงานของแบตใหม่สูงถึง 317 วัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์ ในอุณหภูมิห้อง มากกว่าแบตทั่วไปที่ให้ 73-136 Wh/lb ถึง over twice กว่าสองเท่า

ในอุณหภูมิ -46 องศาเซลเซียส ที่แบตทั่วไปแทบไม่ทำงาน อิเล็กโทรไลต์ HFC ยังรักษาประสิทธิภาพได้ถึง 181 Wh/lb และทำงานต่อไปได้ถึง -70 องศา ซึ่งแปลว่าอุปกรณ์ที่ใช้จะทำงานได้ทั้งใน Arctic ขั้วโลกเหนือ หรือแม้แต่ ภารกิจสำรวจอวกาศ ที่อุณหภูมิแปรปรวนรุนแรง

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยอมรับว่าปัญหาหลักคือ จุดเดือด ของอิเล็กโทรไลต์ตัวนี้ยัง low ต่ำเกินไป — อาจเสี่ยงต่อการ ระเหย หรือเสียหายในสภาพอากาศร้อนจัด เช่น ในประเทศไทยที่อุณหภูมิ เกิน 40 องศา ได้บ่อยในหน้าร้อน นี่คือบททดสอบถัดไป: ปรับปรุงให้ใช้งานได้ทั้งใน ความเย็นสุดขั้ว และ ความร้อนระอุ

ปัจจุบัน นวัตกรรมนี้ยังอยู่ในขั้น ห้องทดลอง ยังไม่มี การผลิตเชิงพาณิชย์ แต่การได้ตีพิมพ์ใน วารสารชั้นนำ และตัวเลขที่น่าประทับใจ ทำให้นักวิเคราะห์หลายคนมองว่านี่อาจเป็นก้าวสำคัญที่สุดของเทคโนโลยี เคมีแบตเตอรี่ ในรอบทศวรรษ

ถ้าพัฒนาต่อได้สำเร็จ ไม่ใช่แค่ electric car รถไฟฟ้า เท่านั้นที่จะเปลี่ยนไป แต่ drones โดรน ระบบขนส่ง หุ่นยนต์ และ satellites ดาวเทียม จะได้พลังงานที่ มั่นใจได้ ทุกสภาพอากาศ โลกของ อุปกรณ์พกพา จะเปลี่ยนไปตลอดกาล