เกาหลีใต้ เปิดตัวแบตเตอรี่ EV รุ่นใหม่ ทนไฟและใช้งานนานขึ้น

ทีมนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแทกูเกียงบุก (DGIST) ในเกาหลีใต้ ประสบความสำเร็จในการพัฒนา วัสดุโพลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์แข็งสามชั้น (triple-layer solid polymer electrolyte) สำหรับการผลิตแบตเตอรี่ EV ที่สามารถป้องกันการลุกไหม้และมีความทนทานต่อการระเบิด แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนรูปแบบใหม่นี้ยังมาพร้อมกับอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปอีกด้วย

นวัตกรรมที่เพิ่มความปลอดภัยและเสถียรภาพ
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน (Li-ion) เป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์พลังงานสะอาด เช่น รถยนต์ไฟฟ้าและสมาร์ทโฟน อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีปัจจุบันที่ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวมีข้อเสียเรื่องความปลอดภัย เพราะตัวทำละลายอินทรีย์ในแบตเตอรี่อาจเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้หรือลัดวงจร อีกทั้งตัวคั่น (separator) ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบยังมีโอกาสเสียหายได้ง่าย

เทคโนโลยีใหม่จาก DGIST ใช้วัสดุโพลิเมอร์แบบแข็งที่แบ่งออกเป็นสามชั้น แต่ละชั้นถูกออกแบบมาให้มีหน้าที่เฉพาะ คือ

• ชั้นกลาง ทำจากซีโอไลต์ (Zeolites) ซึ่งมีโครงสร้างรูพรุน เพิ่มความแข็งแรงและลดความเสี่ยงต่อการแตกหัก
• ชั้นนอก มีความนุ่มกว่า ออกแบบมาเพื่อสัมผัสกับขั้วไฟฟ้าและเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายโอนพลังงาน

สารประกอบสำคัญ หน่วงไฟและเพิ่มประสิทธิภาพ
ส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่ประกอบด้วย เดคาโบรโม ไดฟีนิล อีเทน (DBDPE) ซึ่งเป็นสารหน่วงไฟที่ช่วยลดความเสี่ยงจากการลุกไหม้ โดยหากเกิดไฟไหม้ แบตเตอรี่สามารถดับไฟได้เอง อีกทั้งยังมีวัสดุช่วยเร่งการเคลื่อนที่ของไอออนลิเทียม ทำให้การถ่ายโอนพลังงานเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

ผลการทดสอบ อายุการใช้งานที่เหนือกว่า
จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ พบว่าแบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้ยังคงรักษาประสิทธิภาพได้ถึง 87.9% หลังผ่านรอบการชาร์จและใช้งานกว่า 1,000 รอบ ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแบบเหลวที่รักษาประสิทธิภาพได้เพียง 70-80% เท่านั้น

ทีมวิจัยหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะสามารถใช้งานเชิงพาณิชย์ในอนาคตอันใกล้ โดยไม่เพียงแค่ตอบโจทย์การใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้า แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์พลังงานหลากหลายประเภท ตั้งแต่สมาร์ตโฟน ไปจนถึงระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ (Large-scale energy storage systems) ที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรมและโครงข่ายพลังงาน ซึ่งนวัตกรรมนี้อาจกลายเป็นตัวเร่งการเปลี่ยนผ่านไปสู่ยุคพลังงานสะอาดได้อย่างมีเสถียรภาพและยั่งยืนมากยิ่งขึ้น