แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Thomas Edison เมื่อกว่าหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมากำลังกลับมาอีกครั้ง แบตเตอรี่นิกเกิล-เหล็กอาจยังเป็นแหล่งพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ตามที่นักประดิษฐ์ตั้งใจไว้ด้วยการออกแบบใหม่ ทำให้แบตเตอรี่ของ Edison สามารถเก็บพลังงานได้เกือบเท่ากรัมต่อกรัม เท่ากับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในรถยนต์ไฟฟ้าทั้งหมดของ Nissan Leaf แต่แบตเตอรี่ที่ออกแบบใหม่จะชาร์จเร็วขึ้นและสัญญาว่าจะถูกกว่าและปลอดภัยกว่า นักวิจัยรายงานออนไลน์ในวันที่ 26 มิถุนายนในNature Communications
“ผู้คนเลิกใช้แบตเตอรี่ประเภทนี้ในปี 1970
เพราะมีแบตเตอรี่ที่ดีกว่าในตอนนั้น” Hongjie Dai นักเคมีจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว “เราได้ทำให้แบตเตอรี่ Edison น่าสนใจอีกครั้งโดยเพิ่มความสามารถในการชาร์จและคายประจุอย่างมาก”
การออกแบบดั้งเดิมของ Edison ซึ่งจดสิทธิบัตรในปี 1901 เรียกร้องให้มีขั้วไฟฟ้าโลหะสองอัน ส่วนผสมของสารประกอบเหล็กและคาร์บอนทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปยังแผ่นนิกเกิลเพื่อคายประจุแบตเตอรี่ แม้ว่าจะแข็งแกร่ง แต่ก็ไม่ได้นำไปสู่การปฏิวัติในรถยนต์ไฟฟ้าที่เอดิสันหวังไว้ ท้ายที่สุด เทคโนโลยีอื่น ๆ บดบังด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งกักเก็บและให้พลังงานมากขึ้น
ในการชุบชีวิตแบตเตอรี่ของ Edison Dai และเพื่อนร่วมงานได้เปลี่ยนรูปแบบอิเล็กโทรดที่ระดับนาโนเมตร แทนที่จะแค่ผสมเหล็กกับคาร์บอน นักวิจัยได้ปลูกเม็ดเหล็กไว้บนลวดคาร์บอนไก่ที่เรียกว่ากราฟีน แผ่นนิกเกิลเล็กๆ ที่เกาะอยู่บนท่อคาร์บอนทำให้เกิดอิเล็กโทรดอีกอันหนึ่ง
ความใส่ใจในรายละเอียดนี้เป็นการรวมโลหะแต่ละชนิด
และคาร์บอนของโลหะเข้ากับพันธะเคมีซึ่งเป็นทางด่วนสำหรับอิเล็กตรอน แบตเตอรี่ต้นแบบขนาดเล็กชาร์จในเวลาประมาณสองนาทีและคายประจุภายใน 30 วินาที ซึ่งเร็วกว่าการออกแบบเหล็กนิกเกิลทั่วไปเกือบ 1,000 เท่า ความรวดเร็วนั้นอาจเป็นประโยชน์สำหรับการคั้นรถในเวลาเร่งรีบหรือจัดเก็บและปล่อยพลังงานที่ไหลผ่านโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่
หากขยายขนาดเพื่อใช้ในรถยนต์ แบตเตอรี่เหล็กนิกเกิลอาจมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ที่ทำจากลิเธียมซึ่งมีอยู่น้อยมากในเปลือกโลก นอกจากนี้ อิเล็กโทรไลต์ของเหลวระหว่างอิเล็กโทรดของเหล็กและนิกเกิลยังไม่ติดไฟ ดังนั้นแบตเตอรี่จะไม่มีปัญหาด้านความปลอดภัยที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระเบิดได้ Dai กล่าว
แม้จะมีข้อดี แต่การรีบูต Edison ยังคงมีวิธีพิสูจน์ตัวเอง ต้องเผชิญกับการแข่งขันจากเทคโนโลยีลิเธียมใหม่ภายใต้การพัฒนาที่สัญญาว่าจะเก็บพลังงานได้มากกว่าสองเท่าในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบัน และนักวิจัยยังคงต้องแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ในห้องปฏิบัติการสามารถปรับขนาดให้ใหญ่ขึ้นได้
M. Stanley Whittingham นักเคมีจาก Binghamton University ในนิวยอร์กกล่าวว่า “การอ้างถึงพลังงานและความหนาแน่นของพลังงานจากเซลล์ห้องปฏิบัติการขนาดเล็กนั้นไม่ใช่เรื่องจริง “เซลล์จริงมักมีความจุเพียง 20 เปอร์เซ็นต์ของตัวเลขที่คำนวณในห้องปฏิบัติการ”
การสร้างแบตเตอรีที่ใหญ่ขึ้นอาจเป็นวิธีเดียวที่แผนการในศตวรรษที่ 20 ของเอดิสันจะบรรลุนิติภาวะในศตวรรษที่ 21
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
