วิ่ง กรุงเทพ - เชียงใหม่ เหลือ ๆ ! แบต EV ใหม่จากเกาหลีใต้ ชาร์จครั้งเดียว วิ่งไกล 1,000 กิโลเมตร
หนึ่งในประเด็นที่ต้องพิจารณารถยนต์พลังงานไฟฟ้า (EV) ในปัจจุบัน ก็คือระยะทางที่สามารถวิ่งได้ต่อการชาร์จ 1 ครั้ง ข้อมูลจากสื่อเดอะวอลล์สตรีตเจอร์นัล (The Wall Street Journal) ชี้ว่ารถยนต์ EV ส่วนใหญ่วิ่งได้ไกลประมาณ 320 - 480 กิโลเมตรต่อการชาร์จ 1 ครั้ง แต่ล่าสุด ทีมนักวิจัยจากภาควิชาเคมีที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโปฮัง (POSTECH) ในเกาหลีใต้ อาจจะทำได้มากกว่าค่าเฉลี่ยดังกล่าว ด้วยการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนโดยอนุภาคซิลิคอนในระดับไมโครเมตร และอิเล็กโทรไลต์เจลโพลีเมอร์ พร้อมกับอ้างว่าทำให้รถวิ่งได้ 1,000 กิโลเมตรต่อการชาร์จ 1 ครั้ง ถ้าจะให้เห็นภาพที่ชัดเจน ก็คือ สามารถขับจากกรุงเทพไปเชียงใหม่ที่มีระยะทางประมาณ 750 กิโลเมตรได้เลย แถมยังเหลือแบตเตอรี่เผื่อเร่งความเร็วได้อีกต่างหาก
ทั้งนี้ซิลิคอนมักถูกนำมาทำเป็นขั้วแอโนด (ขั้วลบ) ของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสำหรับรถ EV เพราะสามารถกักเก็บพลังงานได้เยอะ แต่การนำไปใช้จริงก็ยังเกิดปัญหาอยู่บ้าง คือเมื่อมีการชาร์จ ซิลิคอนจะขยายตัวขึ้นประมาณ 3 เท่า เมื่อใช้แบตเตอรี่ ซึ่งมีการคายประจุ อนุภาคก็จะหดตัวกลับมามีขนาดเท่าเดิม การขยายหรือหดตัวนี้ส่งผลต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่
เพื่อที่จะแก้ไขปัญหานี้ นักวิจัยทั่วโลกก็มีการผลิตอนุภาคซิลิคอนขนาดเล็กจิ๋วระดับนาโนออกมา ซึ่งก็ถือว่าช่วยแก้ไขปัญหาได้ แต่วิธีการผลิตก็ซับซ้อนและค่าใช้จ่ายสูง นักวิจัยจึงได้ปรับเปลี่ยนอีกวิธีคือการสร้างอนุภาคซิลิคอนระดับไมโคร ซึ่งใช้ต้นทุนน้อยลง แต่ก็ยังมีปัญหาคือระหว่างการใช้งานอนุภาคซิลิคอนจะขยายตัวรุนแรงมากขึ้น
เพื่อแก้ปัญหาอนุภาคซิลิคอนระดับไมโครขยายตัวรุนแรง ทีมวิจัยของ POSTECH นำโดยศาสตราจารย์ซูจิน ปาร์ค (Soojin Park) และนักศึกษาระดับปริญญาเอกมินจุน เจ (Minjun Je) และดร. ฮเย บิน ซน (Dr. Hye Bin Son) ได้คิดค้นแนวทางใหม่ คือ แทนที่จะใช้วัสดุอิเล็กโทรไลต์เหลวแบบดั้งเดิม แต่เปลี่ยนมาใช้อิเล็กโทรไลต์เจลโพลิเมอร์แทน ซึ่งจะช่วยให้ไอออนเคลื่อนที่ไปมาระหว่างขั้วลบและขั้วบวกได้เสถียรมากขึ้น จากนั้นได้ใช้ลำแสงอิเล็กตรอน (Electron Beam) ทำให้อนุภาคไมโครซิลิคอนและเจลอิเล็กโทรไลต์เกิดพันธะทางเคมี เพื่อให้มันกระจายความเครียดภายในที่เกิดขึ้นเมื่อมีการขยายปริมาตร ส่งผลให้โครงสร้างมีเสถียรภาพมากขึ้น มีความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นถึง 40%
ถึงแม้ว่าจะยังอยู่ในขั้นตอนของการวิจัย แต่นี่นับเป็นความหวังครั้งใหม่ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ และเป็นการวางรากฐานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อไปที่จะสามารถวิ่งได้ไกลขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, POSTECH, WSJ