แบตเตอรีในอนาคตอาจจะไม่มีวันเสื่อมสภาพ

ku-xlarge[1]

ปัญหาของแบตเตอรี Li-ion ในปัจจุบันก็คงไม่พ้นการที่มีระยะการใช้งาน (cycle) ค่อนข้างจำกัด และยิ่งใช้มากรอบเข้า ก็ยิ่งทำให้เนกาทีฟ อิเล็กโทรด เก็บอิเล็กตรอนได้น้อยลงไปเรื่อยๆ (แปล : แบตเตอรีเสื่อมตามการใช้งาน ยิ่งนานยิ่งเก็บไฟได้น้อยลง) และในโลกอนาคตของโทรศัพท์มือถือนั้นมีแนวโน้มว่าแบตเตอรีจะใช้มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งวิธีการนี้คงไม่ดีแน่นอน ดังนั้นนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดก็เลยทำการวิจัยพัฒนาแบตเตอรีที่รักษาตัวเองได้ขึ้นมา

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานี้นักวิจัยได้มุ่งเน้นเรื่องเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานใน Li-ion และลดน้ำหนักให้เบาลงยิ่งขึ้น ด้วยผลลัพธ์งานวิจัยทำให้ได้งานชิ้นสำคัญขึ้นมา ซึ่งเป็นการนำซิลิคอนไปใช้ในแคโธด ทำให้สามารถเก็บประจุอิเล็กตรอนได้มากกว่าแบบปัจจุบันที่เป็นออกไซด์ แต่จะมีปัญหาอยู่ที่ว่าเมื่ออัดอิเล็กตรอนเข้าไปแล้วจะขยายตัวถึง 300% และลดขนาดลงเมื่อใช้ประจุไฟหมด การขยายตัวนี้เป็นปัญหาที่ทำให้วัสดุและกรอบบรรจุแตกหลังจากใช้ไปไม่นาน

Figure 1

แม้ว่าแบตเตอรีคืนสภาพตัวเองได้นี้จะไม่ได้แก้ปัญหาเรื่องขยาย-หดตัวจนทำให้วัสดุแตกหักโดยตรงบ แต่ว่าคืนสภาพตัวเองได้แทน โดยทีมนักวิจัยทำให้พันธะหลักบางตัวลดความแข็งแรงลง ทำให้พันธะที่อ่อนหลายๆ อันนั้นจับตัวกลับและทำการจับพันธะใหม่ แทนที่จะแตกหักตามปกติ

การนำซิลิคอนมาใช้เป็นอิเล็กโทรดนั้นทำให้ทนทานกว่าเดิมสิบเท่า เมื่อนำมาเคลือบด้วยโพลีโมคืนสภาพตัวนี้ ทำให้รอยแตกทั้งหลายคืนสภาพเดิมได้ในไม่กี่ชั่วโมง

สำหรับอิเล็กโทรดปัจจุบันนั้นใช้งานได้ราวๆ 100 cycle เท่านั้น ทางทีมนักวิจัยคาดว่าจะทำให้ให้ได้ 500 cycle ให้ได้สำหรับโทรศัพท์ และ 3,000 Cycle สำหรับอุปกรณ์อย่างรถยนตร์ หรือเครื่องจักรอื่นๆ เมื่อนำเรื่องซิลิคอนมาเป็นอิเล็กโทรด และใช้โพลิเมอร์ตัวนี้ในการรักษาสภาพการใช้งาน ระยะยาวแล้วเราคงจะได้ใช้แบตเตอรีที่ทนทาน และเก็บประจุไฟได้มากขึ้นนั่นเองครับ

ที่มา: Gizmodo