การฉีดสารเคมีช่วย 'ชุบชีวิต' แบตเตอรี่เก่า

นักวิทยาศาสตร์ ชาวญี่ปุ่น ได้พัฒนาวิธีการที่สามารถฟื้นคืนความจุเดิมของแบตเตอรี่ได้อย่างมีนัยสำคัญ หลังจากที่แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเนื่องจากรอบการชาร์จ-คายประจุหลายรอบ

แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ภาพ: South_agency/iStock — แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ภาพ: *South_agency/iStock*

ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่พบเห็นได้ทั่วไปมากที่สุด โดยใช้จ่ายไฟให้กับยานพาหนะและสิ่งของต่างๆ ในชีวิตประจำวัน เช่น รถยนต์ไฟฟ้า แล็ปท็อป และสมาร์ทโฟน แต่เมื่อเวลาผ่านไป ความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าจะสูญเสียไป ประสิทธิภาพจะลดลง และความน่าเชื่อถือก็ลดลง เนื่องจากแบตเตอรี่จะสูญเสียอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าหรือไอออนที่ช่วยกักเก็บและปล่อยพลังงานภายในแบตเตอรี่

ทีมผู้เชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาส่วนกลางของโตโยต้าในประเทศญี่ปุ่นพบวิธีที่จะเติมไอออนเหล่านี้และฟื้นฟูความจุเดิมของแบตเตอรี่ได้อย่างมีนัยสำคัญ Interesting Engineering รายงานเมื่อวันที่ 10 มีนาคม งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Joule

โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาจะฉีดสารพิเศษที่เรียกว่ารีเอเจนต์การกู้คืนเข้าไปในแบตเตอรี่ สารนี้กระตุ้นปฏิกิริยาเคมีที่สร้างอิเล็กตรอนและไอออนลิเธียมเพิ่มมากขึ้น นี่คืออนุภาคที่มีประจุสองประเภทที่ช่วยให้แบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน ด้วยการเพิ่มอนุภาคเหล่านี้ ทีมงานสามารถย้อนกลับกระบวนการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่และฟื้นคืนความจุเดิมได้ 80% แบตเตอรี่ที่ได้รับการฟื้นฟูสามารถรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ 100 รอบการชาร์จ-ปล่อย

ทีมได้ทดสอบวิธีการใหม่นี้กับแบตเตอรี่หลากหลายชนิด ทั้งขนาดใหญ่และเล็ก รวมถึงแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์ด้วย “ประสิทธิภาพได้รับการพิสูจน์แล้วไม่เพียงแต่กับแบตเตอรี่ขนาดเล็กในห้องแล็ปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่ใช้ในรถยนต์ด้วย” โนบุฮิโระ โอกิฮาระ นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของการศึกษากล่าว

วิธีใหม่นี้สามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในยานพาหนะไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อื่นๆ ได้แทนที่จะต้องทิ้งไปหรือผ่านกระบวนการถอดประกอบและรีไซเคิลที่ซับซ้อน วิธีนี้ช่วยประหยัดต้นทุน ทรัพยากร และสิ่งแวดล้อม เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยโลหะหายาก เช่น โคบอลต์และนิกเกิล ซึ่งมักถูกขุดโดยวิธีที่ไม่ยั่งยืน

อย่างไรก็ตาม วิธีใหม่นี้ไม่เหมาะกับแบตเตอรี่เสื่อมสภาพทุกประเภท แต่มีประสิทธิภาพเฉพาะกับแบตเตอรี่ที่สูญเสียไอออนเนื่องจากการชาร์จและการปล่อยประจุซ้ำๆ เท่านั้น ไม่ใช่กับแบตเตอรี่ที่มีความเสียหายทางโครงสร้างหรือการเสื่อมสภาพในรูปแบบอื่นๆ นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีวิธีการวินิจฉัยสภาพแบตเตอรี่อย่างแม่นยำ เพื่อพิจารณาว่าเหมาะสำหรับการฉีดสารเคมีหรือไม่

จำเป็นต้องมีการศึกษาในระยะยาวเพื่อทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นและความปลอดภัยของการฉีดสารเคมีเข้าไปในแบตเตอรี่ ตามที่ Jacqueline Edge ผู้เชี่ยวชาญด้านการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ที่ Imperial College London กล่าว ทีมงานได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับวิธีการใหม่นี้ ซึ่งดึงดูดความสนใจและการระดมทุนจากบริษัทและหน่วยงานรัฐบาลหลายแห่ง

ทูเทา (ตาม หลักวิศวกรรมศาสตร์ที่น่าสนใจ )

ลิงค์ที่มา