การใช้งาน EV หรือยานยนต์ไฟฟ้านั้นมาพร้อมกับข้อกังวลหลัก 2 ประการ คือ ระยะเวลาในการเติมประจุและระยะทางที่สามารถใช้งานได้ ซึ่งการแข่งขันในด้านการแก้ปัญหาระยะทางนั้นกลายเป็นจุดขายสำคัญของยานยนต์แต่ละค่าย และในวันนี้มีการคาดการณ์ว่าสามารถใช้งานได้ระยะทางสูงสุดถึง 1,000 กิโลเมตร ซึ่งเป็นผลงานร่วมกันระหว่างทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกียวโตและค่ายยานยนต์ยักษ์ใหญ่อย่าง TOYOTA
แบตเตอรี่แบบใหม่นั้นเรียกว่า Fluoride-Ion Battery ซึ่งสามารถประจุพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่าแบตเตอรี่แบบ Li-Ion ถึง 7 เท่า โดยสามารถเดินทางได้กว่า 1,000 กิโลเมตรด้วยการเติมประจุเพียงครั้งเดียว
แบตเตอรี่ตัวต้นแบบนั้นมีพื้นฐานมาจาก Fluoride ด้วยการชาร์จ Anion ซึ่งเป็น Ion ประจุลบ แบตเตอรี่ Fluoride-Ion หรือ FIB สร้างไฟฟ้าด้วยการปล่อย Fluoride Ion จาก Electrode ตัวหนึ่งไปยังตัวอื่น ๆ ผ่าน Electorlyte ที่เป็นตัวเหนี่ยวนำ Fluoride Ion โดยทีมวิจัยยืนยันว่าตัวต้นแบบนั้นมีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าทางทฤษฎีเสียอีก
สำหรับยานยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันอย่าง Tesla หรือ Nissan นั้นสามารถทำงานได้ในระยะทาง 600 กิโลเมตรภายใต้ปัจจัยแวดล้อมที่กำหนด แต่ผู้เชี่ยวชาญให้ความเห็นว่ามีข้อจำกัดทางทฤษฎีบางประการสำหรับความหนาแน่นของพลังงานจากแบตเตอรี่ Li-Ion ซึ่งหมายความว่าในอนาคตแบตเตอรี่กลุ่มนี้อาจไม่สามารถพัฒนาไปได้ไกลกว่านี้แล้ว
จุดเด่นของ FIB คือ มีความเข้มข้นของพลังงานที่มากกว่า หากเทียบกับแบตเตอรี่ Li-Ion ที่มีประสิทธิภาพระดับเดียวกันจะพบว่า FIB นั้นมีน้ำหนักที่เบาและขนาดที่เล็กกว่า ทั้งยังสามารถใช้งานได้มากกว่า
นักวิจัยได้ใช้ Electrolyte แบบแข็งแทนที่แบบเหลวซึ่งมักใช้ในแบตเตอรี่ Li-Ion ซึ่งมีจุดเด่นที่แบตเตอรี่แบบแข็งนั้นจะไม่ติดไฟ ทำให้หายห่วงเรื่อง Overheat ได้ ความท้าทายหลักในการใช้งาน FIB ในขณะนี้ คือ FIB นั้นทำงานเฉพาะในช่วงอุณหภูมิที่สูงเท่านั้นทำให้เป็นปัญหาสำหรับอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคหลายชนิด
ปัจจุบันการแข่งขันในตลาดของแบตเตอรี่นั่นมีความเข้มข้นสูงมากเพื่อแย่งชิงตำแหน่งผู้นำ การมีแบตเตอรี่ที่ประจุซ้ำได้ไม่ได้เพียงเป็นผลกีกับยานยนต์ไฟฟ้าเท่านั้นแต่ยังดีต่อธุรกิจ Energy Solution อีกด้วย ไม่ว่าจะเป็นการกักเก็บพลังงานทางเลือก เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ทำให้มีพลังงานสะอาดเพิ่มขึ้น
ความท้าทายสำคัญของวิศวกร คือ การหาส่วนผสมที่ลงตัวระหว่างธาตุว่า Ion ใดควรใช้และสารเคมีตัวไหนต้องใช้สร้าง Electrode และ Electrolyte โดยส่วนผสมเหล่านี้เป็นตัวระบุความสามารถของแบตเตอรี่ และต่อจากนี้คุณภาพของแบตเตอรี่อาจไม่ได้ขึ้นอยู่กับสัดส่วนหรือการผสมเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป แต่อาจหมายรวมถึงศักยภาพของระบบบริหารจัดการพลังงานที่ใช้ด้วย เช่น การใช้ AI ในการประมวลผลจัดการพลังงานไปจนถึงเทคนิคการผลิตที่ล้ำยุคอย่าง Materials Informatics หรือข้อมูลวัสดุที่มี AI เป็นตัวจัดการ
ที่มา:
Asia.nikkei.com
