นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีชาลเมอร์ส ในสวีเดนได้ค้นคว้าวัสดุที่ใช้ผลิตแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ แบตเตอรี่ชนิดนี้ถูกขนานนามว่าเป็น 'แบตเตอรี่ที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก' โดยทีมวิจัยอ้างว่าแบตเตอรี่ชนิดนี้สามารถนำไปผสานรวมเข้ากับการออกแบบรถยนต์เพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มระยะทางวิ่งได้ เป็นความหวังของการบินทางอากาศ

ริชา ชาวธารี (Richa Chaudhary) นักวิทยาศาสตร์ของชาลเมอร์สซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เขียนรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Materials กล่าวว่า เราประสบความสำเร็จในการสร้างแบตเตอรี่ที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งมีความแข็งแกร่งเท่ากับอะลูมิเนียมและมีความหนาแน่นของพลังงานเพียงพอที่จะใช้ในเชิงพาณิชย์ได้

‘เครื่องบินไฟฟ้า’ ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่

คุณสมบัติของแบตเตอรี่โครงสร้างหมายความว่าสามารถใช้งานได้ในสถานการณ์ที่แตกต่างกันมากมายตามที่นักวิจัยได้กล่าวไว้

ซึ่งรวมถึงโทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อปที่บางเท่าบัตรเครดิตซึ่งมีน้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่งของปัจจุบัน ศาสตราจารย์ลีฟ แอสป์(Leif Asp) หัวหน้าคณะนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีชาลเมอร์ส (Chalmers University of Technology) กล่าวเสริมว่า ทีมวิจัยยังสังเกตเห็นความสนใจอย่างมากจากอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศอีกด้วย

ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดประการหนึ่งในการบินด้วยไฟฟ้าคือการรักษาสมดุลความหนาแน่นของพลังงานจากแหล่งพลังงานแบตเตอรี่ พลังงานจากแบตเตอรี่โดยเฉลี่ยมีน้ำหนักมากกว่าเชื้อเพลิงเครื่องบินมากกว่า 40 เท่า นอกจากนี้ แบตเตอรี่เหล่านี้ยังต้องบรรจุไว้ในพื้นที่ที่ค่อนข้างแคบอีกด้วย

แบตเตอรี่โครงสร้างน้ำหนักเบาที่สามารถให้พลังงานเพียงพออาจสร้างเป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานได้ ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาต่างๆ เหล่านี้ได้ แต่บรรดานักวิจารณ์กล่าวว่าสิ่งนี้ทำให้การเปลี่ยนแบตเตอรี่ในภายหลังทำได้ยากอย่างยิ่ง เนื่องจากแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงสร้าง

ทีมงานจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีชาลเมอร์สอ้างว่าพวกเขาสามารถลดปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้าได้

แอสป์ กล่าวว่า เราได้คำนวณเกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้าและพบว่ารถยนต์ไฟฟ้าสามารถวิ่งได้นานกว่าปัจจุบันถึง 70 % หากมีแบตเตอรี่โครงสร้างที่สามารถแข่งขันได้

“อาจเป็นไปได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์หรือเครื่องบินใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โครงสร้าง จำเป็นต้องมีการลงทุนจำนวนมากเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานที่ท้าทายของอุตสาหกรรมการขนส่ง แต่เทคโนโลยีนี้จะสร้างความแตกต่างได้มากที่สุด”

ทีมงานได้พัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่โครงสร้าง

ทีมงานจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีชาลเมอร์ส ได้วิจัยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของแบตเตอรี่โครงสร้างมาเป็นเวลาหลายปี เมื่อ แอสป์ และเพื่อนร่วมงานแบ่งปันผลการวิจัยชิ้นแรกในปี 2018 (พ.ศ. 2561) ก็ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก

พวกเขาได้พัฒนาครั้งสำคัญครั้งแรกในปี 2021(พ.ศ.2564) ด้วยแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นของพลังงาน 24 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งคิดเป็นประมาณ 20 % ของความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ เทียบเท่ากัน

เวอร์ชันล่าสุดมีกำลังสูงสุดถึง 30 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม แม้จะไม่ถึงมาตรฐานเดียวกับแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ แต่ก็ยังมีข้อดีอยู่บ้าง

“ในแง่ของคุณสมบัติเชิงฟังก์ชัน แบตเตอรี่ใหม่มีประสิทธิภาพดีขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า และยังถือเป็นแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดที่เคยผลิตขึ้นในโลกอีกด้วย” แอสป์ กล่าว

ที่มา: https://www.euronews.com/green/2024/09/12/credit-card-thin-phones-and-electric-planes-swedish-scientists-make-battery-tech-breakthro