ศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ (NSD) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และกรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกลาโหม พัฒนา “แบตเตอรี่สังกะสีไอออน” แบตเตอรี่ทางเลือกใหม่ ปลอดภัย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ดร.ศิวรักษ์ ศิวโมกษธรรม ผู้อำนวยการศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ (NSD) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เล่าถึงที่มางานวิจัยว่า ทุกวันนี้แบตเตอรี่ที่นิยมใช้เชิงพาณิชย์คือแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออน เพราะเป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงานสูงที่สุดเมื่อเทียบต่อน้ำหนักของแบตเตอรี่ เหมาะต่อการใช้งานกับอุปกรณ์ที่ต้องเคลื่อนย้ายพกพาได้สะดวก แต่ยังมีข้อจำกัดคือ ปัญหาด้านความปลอดภัย เนื่องจากการผลิตแบตเตอรี่ชนิดนี้ใช้อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ซึ่งเป็นพิษและไวไฟ สามารถระเบิดได้ นอกจากนี้แบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออนยังมีส่วนผสมของโลหะหนัก หากมีการใช้จำนวนมากและกำจัดไม่ถูกต้อง ย่อมมีโอกาสเกิดการรั่วไหลของสารพิษออกสู่สิ่งแวดล้อมได้
“ไม่เพียงปัญหาด้านความปลอดภัย การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบลิเทียมในประเทศไทยยังต้องอาศัยการพึ่งพาต่างประเทศเป็นหลัก เพราะประเทศไทยไม่มีแหล่งผลิตแร่ลิเทียม ต้องนำเข้าจากต่างประเทศทั้งหมด ขณะเดียวกันทรัพยากรแร่ลิเทียมยังเป็นแร่หายาก หากมีความต้องการใช้ในปริมาณมากเพื่อสร้างระบบกักเก็บไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียน รวมถึงการผลิตยานยนต์ไฟฟ้า อาจจะทำให้เกิดภาวะขาดแคลน และเกิดการขัดแย้งแย่งชิงทรัพยากรในอนาคต”
ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ นักวิจัยศูนย์ NSD สวทช. เล่าถึงแบตเตอรี่สังกะสีไอออนที่ทีมวิจัยร่วมกันพัฒนาว่า ได้นำเทคโนโลยีกราฟีนเข้ามาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเก็บประจุของแบตเตอรี่ ซึ่งแบตเตอรี่สังกะสีไอออนมีค่าการเก็บประจุสูงถึง 200-220 mAh/g และมีค่าความหนาแน่นพลังงานอยู่ในช่วง 200-250 Wh/kg ให้ค่าแรงดันได้ 1.2–1.4 โวลต์ สามารถใช้งานได้ยาวนานกว่า 2,000 รอบ มีประสิทธิภาพด้านความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรด และสามารถเทียบเคียงกับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนบางชนิดได้
“แบตเตอรี่สังกะสีไอออนยังมีจุดเด่นในหลายด้าน เช่น ด้านราคา ด้านความปลอดภัย และด้านความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากวัตถุดิบสังกะสีมีราคาถูกและมีปริมาณมากในธรรมชาติ แบตเตอรี่สังกะสีไอออนมีความปลอดภัยสูง ไม่ติดไฟ ไม่ระเบิดแม้ถูกเจาะ ที่สำคัญไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถนำมารีไซเคิลได้ ทั้งยังให้สมรรถนะที่ดี สำหรับแนวทางการนำไปใช้งาน เช่น ระบบกักเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่ แบตเตอรี่สำรองไฟฟ้าในบ้านพักอาศัย สถานีวิทยุสื่อสารทหาร รถไฟฟ้าและรถบรรทุกไฟฟ้า หรือสถานที่ที่ต้องการความปลอดภัยสูง อาทิ แท่นขุดเจาะน้ำมัน”
ด้วยศักยภาพของแบตเตอรี่สังกะสีไอออนทั้งประสิทธิภาพ ราคา และความปลอดภัย ทำให้มีการตั้งเป้าพัฒนาสู่ “แบตเตอรี่สมรรถนะสูง” นับเป็นโอกาสและความท้าทายในการสร้าง “อุตสาหกรรมใหม่” ให้แก่ประเทศ
ดร.ศิวรักษ์ กล่าวเพิ่มเติมว่า แบตเตอรี่สังกะสีไอออนที่ศูนย์ NSD วิจัยพัฒนาขึ้นมา มีประสิทธิภาพที่ไม่ได้ด้อยกว่าแบตเตอรี่แบบลิเทียมที่ใช้กันอยู่ปัจจุบัน อีกทั้งยังมีราคาถูกกว่า และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ที่สำคัญประเทศไทยมีแหล่งสำรองแร่สังกะสี จึงเป็นโอกาสทางธุรกิจที่จะสร้างอุตสาหกรรมใหม่ทางด้านการผลิตแบตเตอรี่สังกะสีแบบปลอดภัยได้เองในประเทศ ซึ่งประโยชน์ที่เกิดขึ้นนอกจากจะช่วยเพิ่มศักยภาพในการแข่งขัน ลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศแล้ว ยังเป็นการเสริมสร้างความมั่นคงทางพลังงานและความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อมของประเทศด้วย
“ขณะนี้ สวทช. ได้ร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และกรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกลาโหม จัดตั้งและดำเนินการศูนย์ความเป็นเลิศด้านนวัตกรรมแบตเตอรี่ล้ำสมัย ที่ผลิตจากวัตถุดิบภายในประเทศเพื่อความมั่นคง เพื่อเป็นหน่วยงานหลักในการวิจัย และเป็นศูนย์กลางในเครือข่ายงานวิจัยนวัตกรรมแบตเตอรี่ ที่ผลิตจากวัตถุดิบภายในประเทศ อีกทั้งยังมีการจัดทำ “โครงการศึกษาความเป็นไปได้การลงทุนจัดตั้งโรงงานต้นแบบแบตเตอรี่สังกะสีไอออนในประเทศไทย” โดยได้รับการสนับสนุนทุนการวิจัยจากแหล่งทุน กฟผ.-สวทช. เพื่อศึกษาแนวทางในการพัฒนาและผลักดันเทคโนโลยีแบตเตอรี่สังกะสีให้เกิดขึ้นในประเทศไทย โดยมีแผนจัดสร้างโรงงานต้นแบบแบตเตอรี่สังกะสีไอออนที่เขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก หรือ EECi (Eastern Economic Corridor of Innovation) ซึ่งตั้งอยู่ในวังจันทร์วัลเลย์ จังหวัดระยอง ในอนาคตอันใกล้นี้”
ความสำเร็จในการวิจัยพัฒนา “แบตเตอรี่สังกะสีไอออน” ของนักวิจัยไทย ไม่เพียงสร้างแบตเตอรี่ทางเลือกใหม่ที่ใช้ได้อย่างปลอดภัย แต่ยังเป็นความหวังในการสร้างอุตสาหกรรมใหม่ที่จะสร้างทั้งรายได้ ความมั่นคงทางพลังงาน รวมถึงการรักษาสิ่งแวดล้อมที่ยั่งยืนให้แก่ประเทศ
ที่มา : nstda
Discussion about this post