แมกนีเซียมจะมาแทนที่ลิเธียมในแบตเตอรี่

นักวิจัยจากสถาบันโตโยต้า (อเมริกาเหนือ) เสนอให้สร้างแบตเตอรี่ที่ใช้แมกนีเซียม โดยวิศวกรระบุว่าองค์ประกอบนี้ค่อนข้างเหมาะกับแบตเตอรี่ นอกจากนี้ แบตเตอรี่ดังกล่าวยังปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไออน และเหมาะสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่โทรศัพท์ไปจนถึงรถยนต์

ลิเธียมเป็นวัสดุที่ติดไฟได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับอากาศ ดังนั้น แบตเตอรี่ที่ทำจากลิเธียมจึงอาจเป็นอันตรายได้ เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จึงมีการใช้กรรมวิธีในการรวมลิเธียมเข้ากับแท่งกราไฟต์ และลดจำนวนไอออนลง ส่งผลให้ความหนาแน่นลดลงและจำกัดปริมาณพลังงานที่เก็บไว้

แมกนีเซียมเป็นธาตุที่เสถียรกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำปฏิกิริยากับอากาศ และยังใช้พลังงานมากกว่าลิเธียมด้วย แต่การสร้างอิเล็กโทรไลต์ด้วยแมกนีเซียมที่สามารถถ่ายโอนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นความท้าทายที่ค่อนข้างมาก

สถานการณ์เปลี่ยนไปอย่างมากเมื่อ Rana Mohtadi นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ Toyota ได้ยินเพื่อนร่วมงานพูดคุยถึงปัญหาในการสร้างอิเล็กโทรไลต์ที่สามารถถ่ายโอนพลังงานได้โดยไม่ทำลายแมกนีเซียม ซึ่งทำให้เธอเกิดความคิดว่าคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในการเก็บไฮโดรเจนสามารถนำไปใช้กับแบตเตอรี่แมกนีเซียมได้ Rana Mohtadi แบ่งปันความคิดของเธอกับเพื่อนร่วมงาน และนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มทำการวิจัยเพื่อทดสอบสมมติฐานของ Mohtadi ทันที

หัวหน้ากลุ่มวิจัยของโตโยต้ากล่าวว่าการค้นพบนี้ไม่สามารถระบุได้ว่าเกิดจากคนคนเดียว แต่เป็นผลงานของนักวิจัยหลายคนในสถาบันที่ทำงานเป็นทีมเดียวกัน นักวิจัยได้เตรียมคำอธิบายเกี่ยวกับงานของพวกเขาไว้แล้วและเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ฉบับหนึ่ง วิศวกรของโตโยต้าหวังว่าการค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พัฒนาแบตเตอรี่ที่ใช้แมกนีเซียมซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันและจะได้รับความนิยมไม่แพ้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบัน

ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าแบตเตอรี่ที่ใช้แมกนีเซียมไม่สามารถใช้ประโยชน์จากศักยภาพได้อย่างเต็มที่ เนื่องจากต้องพึ่งพาระบบคลอไรด์ อิเล็กโทรไลต์มีเสถียรภาพแอโนดิกสูง แต่การทำลายส่วนประกอบโลหะทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง ผู้เชี่ยวชาญของโตโยต้าใช้แอนไอออนคลัสเตอร์โบรอน โมโนคาร์โบเรน ซึ่งผลิตเกลือแมกนีเซียมชนิดง่ายที่เข้ากันได้ดีกับแมกนีเซียมโลหะ และแบตเตอรี่แสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพออกซิเดชันที่สูงกว่าตัวทำละลายอีเธอร์อย่างเห็นได้ชัด ความเฉื่อยชาและไม่กัดกร่อนของอิเล็กโทรไลต์แมกนีเซียมทำให้สามารถกำหนดมาตรฐานวิธีการทดสอบแคโทดที่ใช้ในแบตเตอรี่แบนมาตรฐานได้ การค้นพบนี้เปิดโอกาสให้กับนักวิจัยในการพัฒนาอิเล็กโทรไลต์แมกนีเซียมและการใช้งาน

นักวิจัยยังคงต้องทำงานอีกมากก่อนที่จะสามารถพัฒนาแบตเตอรี่ที่ใช้แมกนีเซียมได้ โดยมีการประมาณการเบื้องต้นระบุว่าแบตเตอรี่ดังกล่าวจะปรากฏขึ้นภายใน 15 ถึง 20 ปี

[ 1 ], [ 2 ]