แบตเตอรี่ซิงค์แอร์ VS แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ใครจะปฏิวัติอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอีดิธโคเวนในประเทศออสเตรเลีย พบว่าในอนาคต แบตเตอรี่แบบซิงค์แอร์ (zinc-air batteries) อาจจะกลายเป็นทางเลือกที่ดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในการให้พลังงานกับยานยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่แบบซิงค์แอร์ ประกอบด้วยอิเล็กโทรดลบที่ทำจากสังกะสี ส่วนอิเล็กโทรดบวกทำจากอากาศ เมื่อแกะออกจากซอง อิเล็กโทรดจะสัมผัสออกซิเจนในอากาศ หลังจากนั้นจะปฏิกิริยากันและสามารถใช้งานได้เลย อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ซิงค์แอร์ก็มีข้อเสียหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็น ชาร์จเพื่อใช้ซ้ำไม่ได้ อีกทั้งยังให้กำลังไฟได้จำกัด เนื่องจากอิเล็กโทรดอากาศมีประสิทธิภาพไม่ดีและมีอายุการใช้งานสั้น แต่ตอนนี้ข้อจำกัดเหล่านี้ได้รับการแก้ไขแล้ว ซึ่งความก้าวหน้าของงานวิจัยจะช่วยให้วิศวกรสามารถออกแบบแบตเตอรี่โดยใช้วัสดุผสมผสานกัน เช่น คาร์บอน เหล็กราคาถูก และแร่ที่มีส่วนประกอบจากโคบอลต์

ทั้งนี้ในทางทฤษฎี แบตเตอรี่แบบซิงค์แอร์มีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เหตุผลก็คือมันไม่จำเป็นต้องเก็บออกซิเจนไว้ในแบตเตอรี่ เพราะสามารถดึงออกซิเจนมาจากสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติได้เลย พื้นที่แบตเตอรี่ส่วนใหญ่จึงสามารถจัดเก็บขั้วลบสังกะสีได้เลย (แบตเตอรี่ชนิดอื่นต้องแบ่งพื้นที่จัดเก็บทั้งขั้วลบและขั้วบวก) แบตเตอรี่ซิงค์แอร์จึงสามารถกักเก็บพลังงานได้มากกว่า ซึ่งทำให้มันมีประสิทธิภาพมากขึ้นและสามารถจ่ายไฟให้กับรถยนต์ไฟฟ้าให้เดินทางได้ในระยะทางที่ไกลขึ้น

นอกจากนี้ในการผลิตแบตเตอรี่แบบซิงค์แอร์ยังราคาถูกกว่าการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากวัสดุที่ใช้คือออกซิเจนที่ได้จากธรรมชาติ ในขณะที่สังกะสี ก็เป็นธาตุที่มีอยู่เยอะและมีราคาไม่แพง นั่นทำให้ผู้ใช้งานสามารถจับจ่ายใช้สอยมันได้มากกว่าและคุ้มค่ากว่า

หัวหน้าทีมวิจัยนี้คือ ดร. มูฮัมหมัด ริซวาน อาชาร์ (Dr. Muhammad Rizwan Azhar) กล่าวว่า แบตเตอรี่ซิงค์แอร์แบบชาร์จได้ มีความน่าสนใจมากขึ้นเนื่องจากมันมีต้นทุนต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ความหนาแน่นของพลังงานสูง และโดยธรรมชาติแล้วมีความปลอดภัย ซึ่งยานพาหนะในรุ่นต่อๆ ไปที่กำลังจะเกิดขึ้น ต้องการความปลอดภัยมากขึ้น ราคาคุ้มค่าขึ้น และประสิทธิภาพดีขึ้น ซึ่งสิ่งเหล่านี้แบตเตอรี่แบบซิงค์แอร์มีความเหนือกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ทั้งนี้สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน หากเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ซิงค์แอร์จะพบว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้ต้นทุนในการผลิตสูง ทั้งวัสดุที่ใช้คือ ลิเธียม นิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ เป็นโลหะที่มีจำนวนจำกัดเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ อย่างเหล็กหรืออะลูมิเนียม ทำให้มีราคาแพง ทั้งยังมีต้นทุนสูงในการแปรรูปไปเป็นสารเคมีที่มีความบริสุทธิ์ นอกจากนี้ในระหว่างการผลิตและการกำจัดยังมีข้อกังวลที่อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

แต่อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่แบบซิงค์แอร์ ยังมีจุดที่ต้องพิจารณาอยู่เหมือนกันก่อนที่จะได้รับการยอมรับในวงกว้าง หนึ่งข้อใหญ่คือเมื่อเวลาผ่านไปอิเล็กโทรดอากาศก็จะเสื่อมประสิทธิภาพไปเรื่อยๆ ซึ่งนั่นจะส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง นอกจากนี้หากอุณหภูมิลดลง ก็อาจจะส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลงตามไปด้วย

ทั้งนี้งานวิจัยยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นเท่านั้น แต่กลุ่มนักวิจัยมองว่า นี่อาจจะเป็นข้อดีที่สามารถพัฒนาแบตเตอรี่ซิงค์แอร์ต่อได้ เพื่อนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับยานยนต์ไฟฟ้าได้ในอนาคต และกลายเป็นผู้ปฏิวัติวงการ EV ที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังทำไม่ได้นั่นเอง 

ข้อมูลจาก electrek, chemeurope

ภาพจาก electrek