ในขณะที่ทั่วโลกกำลังมองหาเทคโนโลยีกักเก็บพลังงานที่ปลอดภัยและคุ้มค่ากว่าเดิม ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซองกยุนกวาน (Sungkyunkwan University: SKKU) ประเทศเกาหลีใต้ ประสบความสำเร็จในการพัฒนาสารเติมแต่งระดับนาโนชนิดใหม่ ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับแบตเตอรี่ซิงค์-ไอออนชนิดน้ำได้อย่างน่าประทับใจ
นวัตกรรมดังกล่าวใช้สารโมเลกุลประเภท “ซวิตเตอร์ไอออน” ซึ่งสามารถจัดเรียงตัวเองเป็นโครงสร้างนาโนขนาดเล็กภายในอิเล็กโทรไลต์ ช่วยควบคุมการเคลื่อนที่ของไอออนสังกะสีให้กระจายตัวสม่ำเสมอ ลดปัญหาการเกิดเดนไดรต์ หรือผลึกโลหะแหลมคมที่เป็นสาเหตุสำคัญของการลัดวงจรในแบตเตอรี่
หนึ่งในข้อจำกัดของแบตเตอรี่ซิงค์-ไอออน คือ
การเสื่อมสภาพจากการกัดกร่อนของน้ำและการสะสมตัวของโลหะสังกะสีบนขั้วไฟฟ้าอย่างไม่สม่ำเสมอ สารเติมแต่งใหม่รหัส C10 สามารถสร้างชั้นป้องกันบนพื้นผิวสังกะสี พร้อมช่วยให้การสะสมตัวของโลหะเป็นระเบียบมากขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่มีเสถียรภาพสูงขึ้น และลดความเสียหายที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จและคายประจุ
ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการเผยว่า
แบตเตอรี่ที่ใช้สารเติมแต่งดังกล่าวสามารถสร้างความจุพื้นที่ผิวได้สูงถึง 8.10 mAh/cm² ซึ่งถือเป็นหนึ่งในค่าที่สูงที่สุดของแบตเตอรี่ชนิดน้ำที่มีรายงานในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังสามารถทำงานผ่านกระบวนการชาร์จและคายประจุได้อย่างเสถียรต่อเนื่องยาวนานกว่า 2,800 ชั่วโมง สะท้อนศักยภาพในการใช้งานระยะยาวได้อย่างชัดเจน
เหมาะกับดาต้าเซ็นเตอร์และระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่
แม้แบตเตอรี่ชนิดน้ำจะยังไม่เหมาะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์พกพา เนื่องจากมีความหนาแน่นพลังงานต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน แต่จุดเด่นคือความปลอดภัยสูง ไม่ติดไฟ และใช้วัสดุที่มีต้นทุนต่ำกว่า
ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีดังกล่าวจึงมีศักยภาพสูงสำหรับระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ ศูนย์ข้อมูล (Data Center) และโครงข่ายไฟฟ้าที่รองรับพลังงานหมุนเวียน ซึ่งต้องการแบตเตอรี่ที่ปลอดภัย อายุการใช้งานยาวนาน และดูแลรักษาง่าย
อีกก้าวสำคัญของวงการพลังงานสะอาด
การค้นพบครั้งนี้อาจเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทางเลือกในอนาคต เพราะสามารถยกระดับทั้งประสิทธิภาพและความปลอดภัยได้พร้อมกัน
หากสามารถพัฒนาสู่การผลิตเชิงอุตสาหกรรมได้สำเร็จ แบตเตอรี่ชนิดน้ำอาจกลายเป็นอีกหนึ่งตัวเลือกสำคัญสำหรับโลกพลังงานยุคใหม่
