fbpx
Saturday, January 16Modern Manufacturing

แบตเตอรี่แบบตะกั่วอาจมาถึงยุคที่สามารถชาร์จซ้ำได้แล้ว

ทีมนักวิจัยจากเยอรมนี จีน และสหรัฐอเมริกาพัฒนาวิธีการที่จะทำให้แบตเตอรี่แบบตะกั่วสามารถชาร์จใช้งานซ้ำได้ ซึ่งเอกสารที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science อธิบายเอาไว้ว่าเป็นการใช้ Non-Alkaline Electrolyte กับแบตเตอรี่ที่ทำงานโดยใช้กระบวนการจาก 2-Electron Zinc-Oxygen-Zinc Peroxide ซึ่งมีลักษณะเป็นการย้อนกลับแตกต่างจากการออกแบบดั้งเดิม

แบตเตอรี่โดยทั่วไปที่ใช้งานกันนั้นมักจะเป็นแบตเตอรี่ตระกูล Alkaline มักใช้งานกับของเล่น วิทยุ Boombox และสินค้าอุปโภคบริโภคอื่น ๆ แบตเตอรี่เหล่านี้มีพื้นฐานมาจากธาตุสังกะสีซึ่งมีราคาที่ไม่แพงและสามารถใช้สร้าง Electrode สำหรับแบตเตอรี่อย่างง่ายได้ ซึ่ง Electrode แบบอื่นนั้นสร้างโดยใช้อากาศ แต่การออกแบบนี้ถูกออกแบบมาเพื่อการผลิตแบตเตอรี่สังกะสีแบบจำนวนมาก (Mass Production) และนอกจากที่มีน้ำหนักเบาแล้วยังสามารถผลิตได้หลากหลายขนาดอีกด้วย แต่ในด้านปัญหาที่ตามมา คือ แบตเตอรี่ประเภทนี้มักจบลงที่การถมดิน ซึ่งนับเป็นโซลูชันสำหรับกักเก็บพลังงานที่ตรงข้ามกับความยั่งยืนอย่างยิ่ง

แบตเตอรี่ปรกติมักสร้างโดยการใช้งาน Alkaline Electrolyte ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลดอิเล็กตรอน 4 ตัวของอ็อกซิเจนไปเป็นน้ำ ซึ่งทีมวิจัยได้ระบุไว้ว่ามันเป็นขั้นตอนที่เชื่องช้า เพื่อสร้างแบตเตอรี่สังกะสีแบบใหม่ นักวิจัยพบว่าการเลือก Non-Alkaline Electrolyte ที่ถูกต้องพวกเขาสามารถใช้การปฏิสัมพันธ์ของ 2-Electron Zinc-Oxygen-Zinc Peroxide ทั้งยังสร้าง Electrolytehydrophobic การทำเช่นนี้ยังเป็นการป้องกันน้ำจากการเข้าใกล้พื้นผิวของ Cathode ซึ่งเป็นการป้องกันการลดลง และทำให้การสร้างโครงสร้างที่เป็นหนามแหลมซึ่งลดอายุการใช้งานที่พบในแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมเกิดการชะลอตัวลง ผลลัพธ์ที่ได้ คือ การออกแบบใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ยังสามารถชาร์จได้หลังมีรอบอายุกว่า 1,600 ชั่วโมง

ทีมวิจัยยอมรับว่ามีปัญหาบางประการที่ต้องก้าวข้าม เช่น การระเหยของน้ำ นอกจากนี้ โครงสร้างที่เป็นหนามแหลมนั้นยังก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป นอกจากนี้ยังมีประเด็นของอัตราการชาร์จ โดยการชาร์จ 1 รอบ (Cycle) นั้นใช้เวลาประมาณ 20 ชั่วโมง ทีมวิจัยยังวางแผนที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ด้วยวิธีอื่น ๆ เช่น การใช้ตัวเร่งปฏิกริยาที่ช่วยปรับกระบวนของ Peroxide เพื่อเพิ่มอัตราการชาร์จ

ที่มา:
Phys.org

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
Thos
"I can't understand why people are frightened of new ideas. I'm frightened of the old ones"
John Milton Cage Jr.