วิธีผลิต "แบตเตอรี่ใหม่" จากเยอรมนี รีไซเคิลดีขึ้น ลดต้นทุนผลิตแบตเตอรี่รถ EV หลักพันบาท

ทีมนักวิจัยจากเยอรมนีพัฒนาวิธีผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแบบใหม่ที่เรียกว่า การผลิตขั้วแบตเตอรี่แบบแห้ง (Dry electrode processing) ซึ่งสามารถทำให้ขั้วแบตเตอรี่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือ รีไซเคิล (Recycle) ได้โดยตรง เหนือกว่ากระบวนการรีไซเคิลเดิมซึ่งจะทำให้สารขั้วแบตเตอรี่เสื่อมสภาพ โดยกระบวนการผลิตแบบใหม่สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ร้อยละ 2.6 และประหยัดต้นทุนการผลิตขั้วแบตเตอรี่ได้ 26 บาท ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ของแบตเตอรี่ หรือคิดเป็นประมาณ 1,000 บาท สำหรับแบตเตอรี่รถ EV ที่มีกำลังแบตเตอรี่โดยเฉลี่ย 40 kWh

เทคโนยีการผลิตและรีไซเคิลแบตเตอรี่

เทคโนโลยีในปัจจุบัน

แบตเตอรี่ในปัจจุบันจะประกอบไปด้วยขั้วแคโทด (Cathode) และแอโนด (Anode) ซึ่งเป็นแท่งโลหะที่นำไฟฟ้าผ่านสารละลาย (Solvant) เพื่อประกอบกับเซลล์เก็บประจุไฟฟ้าอย่างลิเทียมเพื่อจ่ายและชาร์จไฟได้

อย่างไรก็ตาม การรีไซเคิลขั้วแคโทดที่ใช้สารละลายในเซลล์แบตเตอรี่ ทำให้โลหะที่ขั้วเสื่อมสภาพ และต้องเพิ่มพลังงานในการยกระดับประสิทธิภาพขั้วแคโทดเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

เทคโนโลยีใหม่จากเยอรมนี

ด้วยเหตุนี้ ไมเค มิเชลล์ กนุตซ์มันน์ (Maike Michelle Gnutzmann) นักศึกษาปริญญาเอกจากศูนย์วิจัยแบตเตอรี่มีต (MEET Battery Research Center) มหาวิทยาลัยมุนสเตอร์ (University of Münster) ในเยอรมนี และทีมวิจัยพัฒนากระบวนการทำขั้วแบตเตอรี่แบบแห้ง (Dry-processed lectrode) เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว

ขั้วแบตเตอรี่แบบแห้ง จะเปลี่ยนจากการนำไฟฟ้าขั้วแคโทดด้วยสารละลาย เป็นการใช้สารประกอบฟลูออไรด์ - เอทีลีน ที่เรียกว่า พีทีเอฟอี (PTFE: Polytetrafluoroethylene) เป็นสารแบบแห้ง (Binder) ที่มีสภาพคล้ายของเหลวแบบสารแขวนลอย (Slurry) แทน ซึ่งเคลมว่ามีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าสารละลายดั้งเดิม

นอกจากนี้ สารประกอบ PTFE ทำให้ขั้วแคโทดที่เข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลได้ง่ายมากขึ้น จากเดิมที่ขั้วแคโทดทั่วไปต้องใช้สารเคมีเข้มข้นหรือความร้อนสูงกำจัดสารละลายภายในแบตเตอรี่ เหลือเพียงการใช้สารเคมีทั่วไปเท่านั้น

ผลลัพธ์การพัฒนาเทคโนโลยีผลิตแบตเตอรี่แบบใหม่

โดยสรุปแล้ว ทีมวิจัยระบุว่า สารประกอบ PTFE ทำให้แบตเตอรี่มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำลงกว่าเดิม 0.8 ดอลลาร์สหรัฐ หรือ 26 บาทต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (USD/kWh) และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ร้อยละ 2.6 จากการลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิต ตลอดจนทำให้การรีไซเคิลง่ายขึ้น แต่ไม่ได้ระบุว่ามีประสิทธิภาพการรีไซเคิลเป็นอย่างไร

งานวิจัยดังกล่าวตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการ Advanced Energy Materials เป็นที่เรียบร้อยแล้วเมื่อ 13 สิงหาคมที่ผ่านมา