นักวิจัยได้พัฒนาใหม่ เทคโนโลยี ที่สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ลิเธียมด้วยทางเลือกที่ยั่งยืนมากขึ้น
ทีมงานที่ Imperial College London ได้สร้างเทคโนโลยีที่สามารถเปลี่ยนจากลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่โซเดียมไอออนได้ โดยการเตรียมคาร์บอนจากลิกนิน ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมกระดาษ นักวิจัยได้ปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน ความยั่งยืน และความปลอดภัยของแบตเตอรี่โซเดียม-ไอออน
การเปลี่ยนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายชนิด แต่ทรัพยากรลิเธียมทั่วโลกกำลังลดลงอย่างรวดเร็ว และการทำเหมืองสร้างคาร์บอนฟุตพริ้นท์ปริมาณมาก แบตเตอรี่โซเดียม-ไอออนอาจเป็นทางเลือกที่ยั่งยืน ซึ่งหากปรับให้เหมาะสมแล้ว ก็สามารถนำมาใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม รุ่นปัจจุบันยังไม่ตรงกับความจุพลังงานของลิเธียมและก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
กุญแจสำคัญในการปรับปรุงความจุพลังงานในแบตเตอรี่อยู่ที่วัสดุและการออกแบบของแอโนดซึ่งมีฟังก์ชันการจัดเก็บพลังงาน แม้จะมีความจุทางทฤษฎีสูงเป็นพิเศษ แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อปลดล็อกศักยภาพของแบตเตอรี่ที่ทำจากโซเดียมแอโนดที่เป็นโลหะ และระบุความเสี่ยงที่เกิดจากลักษณะปฏิกิริยาสูงของวัสดุนี้
Titirici Group ในภาควิชาวิศวกรรมเคมีได้รับมือกับความท้าทายนี้และพัฒนาโซลูชันโดยแทนที่โลหะจำนวนมากในแบตเตอรี่โซเดียมด้วยแผ่นรองคาร์บอนที่สกัดจากลิกนินที่มีโซเดียม
เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่ได้เห็นโอกาสใหม่ๆ สำหรับการใช้ลิกนินในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่และศักยภาพในการพัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้โซเดียมใหม่ ซึ่งสามารถปฏิวัติภาคยานยนต์ไฟฟ้าด้วยการสร้างแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง ปลอดภัย และยั่งยืนมากขึ้น
ใยปั่น
ในการศึกษานี้ เสื่อลิกนินถูกผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า 'อิเล็กโทรสปินนิ่ง' ซึ่งเส้นใยลิกนินจะถูกปั่นในลักษณะเดียวกับที่แมงมุมหมุนใยในธรรมชาติ เส้นใยถูกทำให้เป็นคาร์บอนเพื่อสร้างข้อบกพร่องมากมายในโครงสร้างวัสดุ ข้อบกพร่องเหล่านี้สนับสนุนการสะสมโซเดียมโลหะที่สม่ำเสมอและเสถียร ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่รับผิดชอบในการจัดเก็บพลังงาน ส่งผลให้ความจุพลังงานเพิ่มขึ้น
ด้วยการรวมโซเดียมที่เป็นโลหะเข้ากับคาร์บอนที่มีพื้นฐานจากลิกนินที่ปรับแต่งมาเป็นพิเศษ ประโยชน์ของความจุพลังงานจะถูกคงไว้และใช้ประโยชน์ ในขณะที่ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของเดนไดรต์ ซึ่งทำให้แบตเตอรี่เกิดการลัดวงจรจะลดลง
กระบวนการนี้ยังต้องการความร้อนน้อยกว่าในการทำให้ลิกนินเป็นคาร์บอนมากกว่าวิธีอื่นๆ ซึ่งจะช่วยลดรอยเท้าคาร์บอนของกระบวนการผลิตได้อีก
ขั้นตอนถัดไป
แบตเตอรีโซเดียมไอออนได้แสดงให้เห็นสัญญาอันยิ่งใหญ่ในด้านพลังงาน แต่ความจุพลังงานที่จำกัดของพวกมันได้จำกัดการดูดซึมอย่างกว้างขวาง เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถทำให้พวกเขาเข้ามาแทนที่ได้ ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ในขนาดที่กว้างกว่าที่เป็นได้ในปัจจุบัน และใช้ในผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่เท่ากับรถยนต์ไฟฟ้า
ในตอนนี้ ทีมงานจะปรับแต่งเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ทดลองกับเซลล์ประเภทต่างๆ และดำเนินการทดลองเพิ่มเติม
ELE ไทม์ส
-
ELE ไทม์สhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInfineon สนับสนุนการพัฒนาระบบนิเวศในการเกษตรสีเขียวโดยร่วมมือกับ Invest India ในความท้าทายด้านการออกแบบมอเตอร์ไดรฟ์สำหรับปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์
-
ELE ไทม์สhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInbase เปิดตัวสมาร์ทวอทช์ 'Urban Lite Z' พร้อมจอแสดงผล IPS 1.75”
-
ELE ไทม์สhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsSTMicroelectronics ร่วมมือกับ Eyeris ในการบูรณาการ Global-Shutter เซ็นเซอร์ โซลูชันสำหรับการตรวจสอบภายในห้องโดยสารรถยนต์
-
ELE ไทม์สhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsChipmaker GlobalFoundries ยื่นฟ้อง IPO ของสหรัฐอเมริกาอย่างเป็นความลับ: Sources