MIT พัฒนาวัสดุใหม่เพื่อทำให้แบตเตอรี่มีพลังมากขึ้นและชาร์จเร็วขึ้น
(เครดิตรูปภาพ: สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์)
ตามรายงานของสื่อต่างประเทศ นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่กล่าวกันว่าช่วยให้แบตเตอรี่ชาร์จเร็วขึ้น
การปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะช่วยสร้างอนาคตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูงในปัจจุบันมีข้อเสียหลายประการ เช่น ใช้เวลาในการชาร์จนาน นักวิจัยของ MIT กล่าวว่าความท้าทายอีกประการหนึ่งคือการรวมความสามารถในการชาร์จสูงเข้ากับ "อายุการใช้งานที่ยาวนานของตัวเก็บประจุ" ในระหว่างการออกแบบแบตเตอรี่
ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสามารถในการชาร์จสูง แต่มีข้อบกพร่องในแง่ของเวลาในการชาร์จ นักวิจัยกำลังทดลองการออกแบบที่รวมวัสดุอินทรีย์ต้นทุนต่ำไว้เป็นทางเลือกแทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน พบว่าค่าการนำไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลง เช่นเดียวกับแนวทางการออกแบบโมดูลาร์อื่นๆ การรวมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและตัวเก็บประจุในอุปกรณ์เฉพาะนั้นซับซ้อนและมีราคาแพงเกินไป เนื่องจากปัญหาเหล่านี้ Tianyang Chen นักวิจัยจาก MIT กล่าวว่า "การพัฒนาวัสดุอิเล็กโทรดที่รวมความสามารถในการชาร์จสูงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเข้ากับการชาร์จที่รวดเร็วและวงจรชีวิตที่ยาวนานของตัวเก็บประจุ" จึงเป็นสิ่งจำเป็น
ทีมงานได้คิดค้นส่วนผสมของสารอินทรีย์ที่สามารถใช้ในแคโทดของแบตเตอรี่ได้ ความพยายามครั้งก่อนๆ ในการใช้วัสดุอินทรีย์ไม่ประสบผลสำเร็จ เนื่องจากวัสดุเหล่านั้นจะละลายในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ "กลยุทธ์เช่นการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ด้วยสารเจือปนที่ไม่ละลายน้ำสามารถจำกัดการละลายของอิเล็กโทรด" เฉินกล่าว "อย่างไรก็ตาม การออกแบบวัสดุอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำโดยเนื้อแท้แต่ยังคงสามารถขนส่งและเก็บประจุได้อย่างรวดเร็วนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทาย"
อย่างไรก็ตาม วัสดุที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการของ MIT นั้นสามารถคงสภาพได้ "นักวิจัยรายงานว่า bis-tetraamino-p-benzoquinone และพอลิเมอร์อะนาล็อกโพลี (bis-tetraamino-p-benzoquinone) เป็นวัสดุอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติเทียม" สำหรับอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานไฟฟ้า "มีความสามารถในการกักเก็บประจุสูงที่อัตราการคายประจุสูง "
วัสดุอินทรีย์สามารถเก็บประจุได้ 310 mAh ซึ่งมากกว่าความจุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันประมาณสองเท่า เมื่อใช้วัสดุเหล่านี้ เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่จะสั้นลงเหลือ 33 วินาที
นักวิจัยกล่าวว่าการใช้แมกนีเซียมหรือโซเดียมไอออนจำนวนมากแทนลิเธียมซึ่งมีอยู่อย่างจำกัด สามารถให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุดด้วยต้นทุนที่ต่ำลง นักวิจัยกล่าว
CR.GASGOO ELISA