แคลเซียมช่วยเพิ่มพลังให้กับแบตเตอรี่ของเหลวอย่างน่าประหลาดใจ

แบตเตอรี่แบบน้ำ ซึ่งพัฒนาโดยโดนัลด์ ซาโดเวย์ ศาสตราจารย์จาก MIT เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่รูปแบบใหม่ที่น่าตื่นเต้น ช่วยให้แบตเตอรี่สามารถกักเก็บพลังงานได้ปริมาณมากนานถึง 12 ชั่วโมง และค่อยๆ คายประจุออกเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับระบบพลังงานหมุนเวียน ปัจจุบัน ซาโดเวย์และทีมงานได้พัฒนาเมทริกซ์แบตเตอรี่แบบน้ำแบบใหม่ ซึ่งรับประกันว่าจะทำให้แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพและราคาไม่แพงสำหรับผู้ใช้ เซลล์พลังงานแบบน้ำ ซึ่งพัฒนาโดยซาโดเวย์และวางจำหน่ายโดยแอมบรี มีความโดดเด่นเฉพาะตัวเนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ในสถานะของเหลวระหว่างการทำงาน เดิมทีแบตเตอรี่ใช้แมกนีเซียมเป็นขั้วลบและแอนติโมนีเป็นขั้วบวก พร้อมด้วยอิเล็กโทรไลต์เกลือหลอมเหลวราคาประหยัด เทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบใหม่นี้ใช้แคลเซียม ซึ่งเป็นสารเคมีที่มีอยู่ค่อนข้างมากและราคาไม่แพง ทั้งในส่วนของขั้วไฟฟ้าและเกลือหลอมเหลวภายในแบตเตอรี่ แคลเซียมเป็นสารเคมีที่ซับซ้อนในการใช้งานเนื่องจากละลายในเกลือได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การใช้งานในแบตเตอรี่แบบน้ำเป็นเรื่องยาก ซึ่งต้องใช้ชั้นของเหลวสามชั้นที่แยกจากกันแต่ยังคงทำงานร่วมกันเป็นแบตเตอรี่ แคลเซียมยังมีจุดหลอมเหลวสูง ซึ่งในทางทฤษฎีแล้วจำเป็นต้องให้แบตเตอรี่ทำงานที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส “มันเป็นเคมีที่ยากที่สุด” ซาดอนเวย์ ศาสตราจารย์จอห์น เอฟ. เอลเลียต สาขาเคมีวัสดุ ที่ MIT กล่าว ที่เกี่ยวข้อง: แบตเตอรี่พกพาความจุ 9,000 mAh นี้สามารถชาร์จตัวเองได้ในเวลาเพียง 18 นาที เพื่อแก้ปัญหาเรื่องความร้อน ทีมวิจัยได้ผสมแมกนีเซียมกับแคลเซียมในการสร้างอิเล็กโทรดของเหลว แมกนีเซียมมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่ามาก ทำให้แบตเตอรี่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก ทีมวิจัยยังได้พัฒนาสูตรใหม่สำหรับชั้นอิเล็กโทรไลต์ด้านในของแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นเมทริกซ์สำหรับการถ่ายโอนไอออนระหว่างอิเล็กโทรด สูตรเกลือใหม่นี้ใช้ลิเธียมคลอไรด์และแคลเซียมคลอไรด์ ซึ่งช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนไอออนได้ในอัตราที่สูงกว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ของเหลวที่พัฒนาก่อนหน้านี้อย่างมาก ลิเธียมอิเล็กโทรไลต์ใหม่นี้มีข้อดีที่คาดไม่ถึงประการที่สอง นอกจากจะช่วยลดอุณหภูมิในการทำงานและเพิ่มกำลังผลิตของแบตเตอรี่แล้ว ยังช่วยรักษาลักษณะสามชั้นของเซลล์พลังงาน โดยป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรดแคลเซียม-แมกนีเซียมละลายในเกลือ และข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่เหลวใหม่นี้อาจมาจากด้านอุปทานของเทคโนโลยี ทั้งแคลเซียมและแมกนีเซียมถูกขุดขึ้นมาพร้อมกันและมีต้นทุนการแยกสูง เนื่องจากแบตเตอรี่ใหม่เหล่านี้ใช้แคลเซียมและแมกนีเซียมร่วมกัน การผลิตแบตเตอรี่จึงมีราคาถูกลงมาก ซาโดเวย์และทีมงานของเขาตั้งข้อสังเกตว่าสูตรใหม่นี้เป็นจุดเริ่มต้นของเทคโนโลยีแบตเตอรี่สาขาใหม่ ทีมหวังว่างานวิจัยนี้จะสร้างแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ศึกษาสารประกอบทางเคมีอื่นๆ ที่มีประสิทธิภาพในการนำไฟฟ้าและมีราคาถูกลงอีกด้วย “บทเรียนที่ได้จากการทดลองนี้คือการสำรวจองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ และเตรียมพร้อมรับมือกับสภาวะตลาดที่เปลี่ยนแปลงไป” ซาโดเวย์กล่าวรับชมเพิ่มเติม: วิสัยทัศน์ของ Raimond de Hullu สำหรับอาคารสีเขียวของ Oas1