แมกนีเซียมไอออนในอนาคตอาจนำมาใช้แทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากกระทรวงพลังงานของประเทศสหรัฐอเมริการ่วมกับเบิร์กลี่แลปของมหาวิทยาลัยเอ็มไอทีได้ค้นพบอิเล็กโทรไลต์ที่เร็วที่สุดที่อยู่ในสถานะของแข็งสำหรับแมกนีเซียมไอออน ซึ่งการค้นพบดังกล่าวเป็นก้าวสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่ด้วยแมกนีเซียมไอออน ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่ในอนาคตสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่า และที่สำคัญปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่่ที่ดีที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้กันโดยทั่วไปตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงรถขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า แต่ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็คือหนึ่งลิเธียมเป็นแร่ที่หายากซึ่งทำให้แบตเตอรี่มีราคาแพง และสองและที่สำคัญที่สุดคืออันตรายจากความเสี่ยงของการระเบิดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีสูง

อิเล็กโทรไลต์ซึืงเป็นของเหลวหรือเจลที่มีไอออนเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสในแบตเตอรี่  อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการที่สำคัญในการเก็บและจ่ายพลังงานของแบตเตอรี่ อิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนำของประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนตัวระหว่างขั้วไฟฟ้าแอโนดและแคโทด  โดยที่ขั้วทั้งสองจะเป็นขั้วบวกหรือขั้วลบก็จะขึ้นอยู่กับว่ามันกำลังทำหน้าที่จ่ายพลังงานหรือกำลังเก็บพลังงาน และเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์อยู่ในรูปของของเหลวหรือเจลที่เองที่ทำให้มันสามารถเกิดระเบิดได้

แมกนีเซียมไอออนไม่ได้เป็นสิ่งใหม่สำหรับวัสดุที่สามารถใช้ทำแบตเตอรี่ได้ แต่ปัญหาของการใช้แมกนีเซียมไอออนก็คือปัญหาของการไม่มีสารอิเล็กโทรไลต์ที่ดีพอและเหมาะสมในการใช้ทำแบตเตอรี่ เช่นที่ผ่านมาเมื่อเร็ว ๆ นี้การวิจัยทดลองของบริษัทโตโยต้าและมหาวิทยาลัย KIT ประเทศเยอรมันได้แสดงให้เห็นว่าอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลวจะไปทำให้ส่วนอื่น ๆ ของแบตเตอรี่แมกนีเซียมไอออนสึกกร่อน

การค้นพบของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้เป็นการค้นพบอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ในสถานะของแข็งแทนของเหลวสำหรับการทำแบตเตอรี่ด้วยแมกนีเซียมไอออน กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้พบวัสดุที่เรียกว่า magnesium scandium selenide spinel ซึ่งเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ในสถานะของแข็งที่เป็นตำนำทำให้ประจุแมกนีเซียมไอออนสามารถเคลื่อนที่ระหว่างขั้วไฟฟ้าแอโนดและแคโทดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การใช้แมกนีเซียมในการทำแบตเตอรี่จะทำให้แบตเตอรี่สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า นอกจากนั้นอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ในสถานะของแข็งจะทำให้ความเสียงของการระเบิดมีน้อยลง ถึงแม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนบางชนิดในปัจจุบันใช้อิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ในสถานะของแข็ง แต่แมกนีเซียมเป็นแร่ที่หาง่ายและพบโดยทั่วไปซึ่งจะทำให้มีราคาถูกว่า

 


 

ที่มาวารสารทางวิชาการ Nature Communications

ภาพ the Creative Commons

 

error: กด RightClick แทน