1 คะแนน โดย GN⁺ 2024-07-07 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • ห้องปฏิบัติการของ Y. Shirley Meng แห่ง UChicago PME และทีมนักวิจัยร่วมจาก UC San Diego ได้ผสานโครงสร้าง โซเดียม·อิเล็กโทรไลต์ของแข็ง·ไร้แอโนด เข้าด้วยกัน เร่งความเป็นไปได้ของแบตเตอรี่ต้นทุนต่ำ ชาร์จเร็ว และความจุสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและระบบกักเก็บพลังงานกริด
  • ใช้ โซเดียม ที่มีอยู่มากแทนลิเทียม และตัดแอโนดออกเพื่อลดต้นทุนกับภาระต่อสิ่งแวดล้อม พร้อมมุ่งให้ได้ความปลอดภัยและกำลังจ่ายผ่านการออกแบบแบบโซลิดสเตต
  • บทความใน Nature Energy ระบุว่าโครงสร้างใหม่นี้แสดงให้เห็นการ ไซเคิลอย่างเสถียรหลายร้อยรอบ และหัวใจสำคัญคือการรวมแนวคิดแบตเตอรี่ 3 แบบที่ก่อนหน้านี้เคยทำแยกกันไว้ในโครงสร้างเดียว
  • จุดสำคัญของการออกแบบอยู่ที่การทำให้ ตัวเก็บกระแสที่เป็นผงอะลูมิเนียม ล้อมรอบอิเล็กโทรไลต์ แทนที่จะให้อิเล็กโทรไลต์หุ้มตัวเก็บกระแส ทำให้แม้เป็นของแข็งก็ยังสัมผัสแนบชิดเหมือนของเหลว
  • นักวิจัยมองว่าแนวทางนี้เป็นขั้นตอนหนึ่งในการลดช่องว่างด้านขนาดของแบตเตอรี่ที่จำเป็นต่อการทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล และได้ ยื่นคำขอสิทธิบัตร ผ่าน UC San Diego Office of Innovation and Commercialization แล้ว

ผสานโซเดียม·โซลิดสเตต·ไร้แอโนดไว้ในโครงสร้างเดียว

  • Laboratory for Energy Storage and Conversion ภายใต้ห้องปฏิบัติการของ Y. Shirley Meng แห่ง UChicago Pritzker Molecular Engineering ได้สร้าง แบตเตอรี่โซเดียมโซลิดสเตตแบบไร้แอโนด เป็นครั้งแรกของโลก
  • LESC เป็นองค์กรความร่วมมือระหว่าง UChicago Pritzker School of Molecular Engineering และ Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering ของ UC San Diego
  • แบตเตอรี่โซเดียม แบตเตอรี่โซลิดสเตต และแบตเตอรี่แบบไร้แอโนดต่างมีอยู่แล้ว แต่ยังไม่เคยมีกรณีที่ผสานทั้งสามแนวคิดเข้าด้วยกันได้สำเร็จ
  • บทความ Design principles for enabling an anode-free sodium all-solid-state battery ตีพิมพ์ใน Nature Energy และโครงสร้างใหม่นี้แสดงให้เห็นการ ไซเคิลอย่างเสถียรหลายร้อยรอบ

เหตุผลที่ต้องการลดการพึ่งพาลิเทียม

  • ลิเทียมมีอยู่ในเปลือกโลกประมาณ 20ppm ขณะที่โซเดียมมีอยู่ประมาณ 20,000ppm ซึ่งมากกว่ามาก
  • เมื่อความต้องการแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสำหรับแล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ และรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ราคาและภาระด้านอุปทานของลิเทียมก็สูงขึ้น ทำให้การจัดหาแบตเตอรี่ในปริมาณที่จำเป็นยากขึ้น
  • แหล่งสำรองลิเทียมกระจุกตัวอยู่ในบางภูมิภาค
    • Lithium Triangle ในชิลี อาร์เจนตินา และโบลิเวีย ถือครองอุปทานลิเทียมของโลกมากกว่า 75%
    • แหล่งสำรองอื่นอยู่ในออสเตรเลีย North Carolina, Nevada และพื้นที่อื่น ๆ
  • การสกัดลิเทียมอาจก่อความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากกรดอุตสาหกรรมที่ใช้ย่อยสลายแร่ หรือวิธีสกัดจากน้ำเกลือที่สูบน้ำปริมาณมากขึ้นสู่ผิวดินแล้วปล่อยให้ระเหย
  • โซเดียมพบได้ทั่วไปในน้ำทะเลและการทำเหมืองโซดาแอช จึงถูกประเมินว่าเป็นทางเลือกที่ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มากกว่าในฐานะวัสดุแบตเตอรี่

สิ่งที่แบตเตอรี่ไร้แอโนดได้มาและเสียไป

  • แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมมี แอโนด สำหรับเก็บไอออนระหว่างการชาร์จ และระหว่างใช้งานไอออนจะเคลื่อนจากแอโนดผ่านอิเล็กโทรไลต์ไปยังแคโทดซึ่งเป็นตัวเก็บกระแส เพื่อจ่ายไฟให้อุปกรณ์และรถยนต์
  • แบตเตอรี่แบบไร้แอโนดตัดแอโนดออก และเก็บไอออนโดยตรงในรูปของ การสะสมตัวทางไฟฟ้าเคมี ของโลหะอัลคาไลบนตัวเก็บกระแส
  • วิธีนี้ทำให้แรงดันเซลล์สูงขึ้น ต้นทุนเซลล์ต่ำลง และความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้นได้ แต่ทำให้การสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรไลต์กับตัวเก็บกระแสทำได้ยากขึ้น
  • ปัญหาการสัมผัสแตกต่างกันมากตามชนิดของอิเล็กโทรไลต์
    • อิเล็กโทรไลต์ของเหลวทำให้พื้นผิวเปียกและไหลไปได้ทุกที่ จึงสร้างการสัมผัสได้ง่าย
    • อิเล็กโทรไลต์ของแข็งไม่สามารถไหลหรือทำให้พื้นผิวเปียกในแบบเดียวกันได้
  • อิเล็กโทรไลต์ของเหลวทำให้เกิดการสะสมของ ชั้นรอยต่ออิเล็กโทรไลต์ของแข็ง และบริโภควัสดุออกฤทธิ์อย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ประโยชน์ใช้สอยของแบตเตอรี่ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

การออกแบบตัวเก็บกระแสที่ทำจากผงอะลูมิเนียม

  • นักวิจัยเลือกโครงสร้างที่ให้ ตัวเก็บกระแสล้อมรอบอิเล็กโทรไลต์ แทนการให้อิเล็กโทรไลต์ล้อมรอบตัวเก็บกระแส
  • ตัวเก็บกระแสทำจาก ผงอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นของแข็งที่สามารถไหลได้เหมือนของเหลว
  • ระหว่างการประกอบแบตเตอรี่ ผงถูกอัดให้แน่นด้วยแรงดันสูงเพื่อสร้างตัวเก็บกระแสของแข็ง ขณะเดียวกันก็ยังคงการสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์แบบเดียวกับของเหลวไว้
  • โครงสร้างนี้ทำให้การไซเคิลต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพสูงเป็นไปได้ และอาจผลักดันการพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมโซลิดสเตตให้เดินหน้าต่อไป
  • โดยทั่วไปแบตเตอรี่โซเดียมโซลิดสเตตถูกมองว่าเป็นเทคโนโลยีในอนาคตไกล แต่ผลลัพธ์ครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถทำงานได้ดีจริง และอาจกระตุ้นงานวิจัยที่เกี่ยวข้องให้มากขึ้น

การขยายขนาดแบตเตอรี่และทิศทางสู่เชิงพาณิชย์

  • Meng ระบุว่า หากต้องการให้สหรัฐฯ ดำเนินงานได้เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ต้องผลิตพลังงาน 1TWh และการลดคาร์บอนของเศรษฐกิจต้องใช้แบตเตอรี่ในระดับหลายร้อย TWh
  • งานวิจัยครั้งนี้ถูกประเมินว่าเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์เพื่ออุด ช่องว่างการขยายสเกลแบตเตอรี่ ที่จำเป็นต่อการเปลี่ยนเศรษฐกิจโลกออกจากเชื้อเพลิงฟอสซิล
  • Meng วาดภาพอนาคตที่มีตัวเลือกแบตเตอรี่สะอาดและต้นทุนต่ำหลากหลายแบบซึ่งขยายขนาดให้สอดคล้องกับความต้องการของสังคม เพื่อใช้กักเก็บพลังงานหมุนเวียน
  • Meng และ Grayson Deysher ได้ ยื่นคำขอสิทธิบัตร สำหรับงานวิจัยนี้ผ่าน UC San Diego Office of Innovation and Commercialization แล้ว
  • การสนับสนุนการวิจัยมาจาก Partnerships for Innovation grant no. 2044465 ของ National Science Foundation

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-07-07
ความคิดเห็นบน Hacker News
  • ราคาลิเทียม จริง ๆ แล้วลดลง 80% ในช่วง 2 ปีที่ผ่านมา ดังนั้นส่วนนี้ในบทความจึงผิดเมื่ออิงตามปัจจุบัน
    “ลิเทียมที่ใช้กันทั่วไปในแบตเตอรี่ไม่ได้มีมากขนาดนั้น มีอยู่ในเปลือกโลกประมาณ 20ppm ส่วนโซเดียมมี 20,000ppm
    ความหายากนี้ บวกกับความต้องการแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสำหรับแล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ และรถยนต์ไฟฟ้าที่พุ่งสูงขึ้น ทำให้ราคาพุ่งทะยานและทำให้หาแบตเตอรี่ที่จำเป็นได้ยากขึ้น”
    แหล่งที่มา: https://tradingeconomics.com/commodity/lithium
    https://www.bradley.com/insights/publications/2024/02/lithiu...

    • ใช่ และยังสับสนระหว่าง “ปริมาณรวม” กับ ปริมาณสำรองที่ยืนยันแล้ว แถมยังละเลยประเด็นที่ว่าผู้คนไม่ได้ค้นหาแหล่งใหม่อย่างจริงจังเท่าเมื่อก่อน
      แต่ถึงอย่างไรนี่ก็เป็นบทความประชาสัมพันธ์ของมหาวิทยาลัย จึงเป็นรูปแบบทั่วไปที่ทำให้ทั้งปัญหาที่หลีกเลี่ยงได้และผลกระทบที่สร้างขึ้นดูใหญ่โต
      โดยแก่นแล้ว แบตเตอรี่ไร้แอโนด มีคุณสมบัติที่พึงประสงค์หลายอย่าง จึงน่าจับตาในฐานะความสำเร็จทางวิศวกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเข้าถึงวัสดุได้ง่ายพอที่หลายประเทศจะจัดหาวัตถุดิบเองเพื่อผลิตแบตเตอรี่ได้ และแม้ความสมบูรณ์ของเซลล์จะเสียหายก็ไม่พังจากการเกิดความร้อน จึงเหมาะกับรถยนต์มากกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมในปัจจุบัน
      ด่านถัดไปคือค่าใช้จ่ายในการผลิตจำนวนมาก ซึ่งเป็นจุดที่นวัตกรรมแบตเตอรี่จำนวนมากสะดุด หากลดลงได้ถึง $1/kWh อย่างที่เห็นเมื่อวาน เราก็น่าจะได้เห็นแบตเตอรี่แบบนี้กันมากขึ้น
    • ถ้าตัวเลขที่ว่าลิเทียมมี 20ppm และโซเดียมมี 20,000ppm ในเปลือกโลกไม่ได้ผิด ในระยะยาว การจัดหาโซเดียม ก็ดูจะง่ายกว่าชัดเจน
    • เป็นบทความที่น่าสนใจ และการออกแบบแบตเตอรี่ก็น่าสนุก แต่ก็จริงที่ทีมประชาสัมพันธ์ของมหาวิทยาลัยพูดเกินจริงพอสมควรเกี่ยวกับ “ปัญหา” ของลิเทียม เรื่องแบบนี้ก็ไม่ใช่เรื่องแปลก
    • เป็นแค่การแก้ข้อมูลให้ถูกต้องเท่านั้น และราคาลิเทียมก็ยังสูงกว่า ช่วงก่อนโควิด อยู่ดี
    • Bloomberg NEF กำลังพูดจริง ๆ ว่าปีหน้าจะเข้าสู่ภาวะ แบตเตอรี่ล้นตลาด: https://about.bnef.com/blog/china-already-makes-as-many-batt...
      ไม่ได้คาดว่าจะล้นแค่นิดหน่อย แต่คาดว่าจะล้นอย่างมาก และมองว่าราคาจะลดลง โดยเฉพาะแบตเตอรี่ใหม่ที่มีราคาแพงจะยิ่งแข่งขันได้ยาก ในขณะที่ผู้ผลิตเดิมลดราคา
      ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราจะผลิตแบตเตอรี่มากกว่าที่เคยผลิตมาทั้งหมดจนถึงตอนนี้ กำลังการผลิตกำลังเพิ่มจากต่ำกว่า 1TWh ต่อปีเล็กน้อยไปเป็นหลาย TWh Bloomberg NEF ประเมินอุปสงค์ปีหน้าไว้ที่ประมาณ 1.6TWh/ปี และติดตามการลงทุนที่เกี่ยวข้องกับโรงงานใหม่ในระดับ 7.9TWh/ปี แม้จะไม่ได้สร้างทั้งหมด แต่ก็เป็นกำลังการผลิตมหาศาลและต้องการลิเทียมจำนวนมาก ถึงอย่างนั้นตามที่ชี้ไว้ ราคาก็กำลังลดลง เพราะมีลิเทียมเพียงพอและไม่ได้ขาดแคลนอีกต่อไป
      ลิเทียมมีมากในที่อย่างชิลีและโบลิเวีย แต่ประเทศผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดจริง ๆ คือออสเตรเลีย ชิลีกำลังจะเสียตำแหน่งอันดับ 2 ให้จีน: https://www.visualcapitalist.com/ranked-the-worlds-largest-l...
      ทั้งหมดนี้ยังไม่ได้นับการพิจารณาเคมีแบตเตอรี่ที่ไม่ใช้ลิเทียมเลย โซเดียมไอออน ตอนนี้ดูค่อนข้างดี ไม่ต้องใช้ลิเทียม โคบอลต์ นิกเกิล ฯลฯ และถูกนำไปใช้แล้วในรถยนต์ราคาถูกกับระบบกักเก็บพลังงานสำหรับโครงข่ายไฟฟ้า โดยเฉพาะในการกักเก็บพลังงานระดับกริด แบตเตอรี่ที่ใช้ลิเทียมก็ไม่จำเป็นต้องเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดเสมอไป
  • ผมไม่ค่อยรู้เรื่องไฟฟ้า แต่คิดว่าถ้าอิเล็กตรอนจะไหลได้ก็น่าจะต้องมี แอโนด ไม่ใช่หรือ
    ใน Wikipedia บอกว่า “แทนที่จะเป็นเช่นนั้น มันจะสร้างแอโนดโลหะขึ้นเมื่อชาร์จครั้งแรก”
    ยังไม่ชัดเจนทั้งหมด แต่ก็ดูพอจะมีเหตุผลอยู่บ้าง

    • ใช่ คำว่า “ไร้แอโนด” ทำให้สับสน เพราะดูเหมือนหมายความว่าไม่มีแอโนด ผมเข้าใจมาตลอดว่าแบตเตอรี่ต้องมีขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วเพื่อสร้างวงจรให้กระแสไหล
      ประโยคเต็มใน Wikipedia คือ “แบตเตอรี่ไร้แอโนด (AFB) คือแบตเตอรี่ที่ผลิตขึ้นโดยไม่มีแอโนด แทนที่จะเป็นเช่นนั้น มันจะสร้างแอโนดโลหะขึ้นเมื่อชาร์จครั้งแรก”
      ให้ความรู้สึกคล้าย ๆ “serverless” ;)
    • แอโนดคือส่วนที่ไอออนเคลื่อนที่ไปหาเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ถ้าต้องการลดน้ำหนักให้ได้มากที่สุด ก็อาจจินตนาการได้ว่าแอโนดประกอบขึ้นจากไอออนที่ย้ายไปอยู่ฝั่งนั้นจริง ๆ เท่านั้น นี่คือความหมายของ “ไร้แอโนด
      เมื่อแบตเตอรี่มีประจุ โลหะโซเดียมบางส่วนจะทำหน้าที่เป็นแอโนด เมื่อคายประจุจนหมด โซเดียมจะย้ายไปยังแคโทดแล้ว จึงไม่มีแอโนด
    • ผมก็สงสัยเหมือนกันว่ามันเป็นข้อดีอย่างไร
      ไม่เข้าใจว่าทำไมเราควรคาดหวังกับประเด็นที่ว่า “มันจะสร้างแอโนดโลหะขึ้นเมื่อชาร์จครั้งแรก”
      ไม่ได้ประชดนะ แต่อยากรู้แบบ อธิบายให้เด็ก 5 ขวบฟัง
  • Na4MnCr(PO4)3
    โครเมียมมีอยู่ในเปลือกโลกมากกว่าลิเทียม 5 เท่า (0.01% เทียบกับ 0.002%) ดีกว่าก็จริง แต่ดูเหมือนไม่ได้ต่างกันมหาศาล
    แบตเตอรี่โซเดียมไอออนแบบ “ทั่วไป” ที่ใช้ Prussian blue ดูมีข้อได้เปรียบใหญ่ตรงที่ไม่ใช้ธาตุหายาก ถ้ามีการเปรียบเทียบระหว่างเคมีของแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดนี้กับแนวทางทั่วไปก็คงดี

    • ความแตกต่างทางธรณีเคมี ของทั้งสองค่อนข้างมาก ดังนั้นแม้โครเมียมจะไม่ได้มีมากกว่ามากในเชิงเทคนิค แต่การทำเหมืองก็ง่ายกว่ามาก
      พลังงานเสรีกิบส์ของการเกิดโครเมียมออกไซด์และโครไมต์มีค่าเป็นลบมากกว่าแร่ที่มีลิเทียมอยู่มาก ดังนั้นสารประกอบ Cr จึงมีแนวโน้มตกตะกอนทางอุณหพลศาสตร์ได้ง่ายในของหลอมและสารละลาย ก่อตัวเป็นแร่ที่มีความเข้มข้นสูง แล้วถูกกระบวนการอื่นดันขึ้นมา Li+ มีอิเล็กตรอนเวเลนซ์เพียงตัวเดียว จึงมักไม่สร้างพันธะที่ค่อนข้างแข็งแรงหรือเฟสแร่ที่เสถียรมากนัก
      นอกจากนี้ สัมประสิทธิ์การแพร่ของสปีชีส์ Cr ในแมกมาและหินโดยทั่วไปต่ำกว่า Li หลายลำดับขนาด Cr ถูกกักไว้ในโครงสร้างผลึกตั้งแต่เนิ่น ๆ และคงอยู่ตรงนั้น ขณะที่ Li ยังคงเคลื่อนที่และแพร่ในรูปแร่ที่ละลายน้ำได้ นอกจากนี้ยังมีวัฏจักรชีวธรณีเคมีที่จุลินทรีย์สามารถทำให้ Cr เข้มข้นขึ้นในตะกอนได้ด้วย
    • ไม่รู้ว่าจะเทียบกันแบบ 1:1 ได้ไหม แต่เว็บไซต์นี้[0] ระบุว่าปริมาณการผลิตโครเมียมทั่วโลกอยู่ที่ 41 ล้านตัน ส่วนลิเทียมอยู่ที่ 180,000 ตัน กล่าวคือ ซัพพลายเชน มีอยู่แล้ว
      [0] https://www.statista.com/statistics/598320/mine-production-o...
    • ผมรู้จัก Prussian blue ในฐานะสีของเม็ดสี แต่ไม่รู้เรื่องส่วนนี้เลย เป็นวัสดุที่น่าสนใจ และการดำดิ่งใน Wikipedia ก็สนุกทีเดียว
      https://wikipedia.org/wiki/Prussian_blue
    • ลิเทียมมีเลขอะตอม 3 และอยู่ในเอกภพยุคแรกพร้อมกับไฮโดรเจนและฮีเลียมด้วย แม้จะมีในระดับต่ำกว่ามาก ในเปลือกโลกมีลิเทียมประมาณ 20–70 ppm
      การสกัดอาจยุ่งยากได้ แต่ไม่ใช่ วัสดุที่จะหมดไป
    • สงสัยว่ากระบวนการ กู้คืนโครเมียม ตอนรีไซเคิลหลังใช้แบตเตอรี่ไปหลายร้อยไซเคิลจะเป็นอย่างไร
      จะเป็นโครเมียมไตรวาเลนต์ โครเมียมเฮกซะวาเลนต์ หรือรูปแบบอื่นก็สำคัญ
      Chromium > Precautions:
      https://en.wikipedia.org/wiki/Chromium#Precautions
  • พรีพรินต์ของบทความวิจัยอยู่ที่นี่: https://chemrxiv.org/engage/api-gateway/chemrxiv/assets/orp/...

  • สำนวนทำนองว่า “การสกัดลิเทียมเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมด้วย การสกัดจากน้ำเกลือดึงน้ำปริมาณมหาศาลขึ้นสู่ผิวดินแล้วทำให้แห้ง” ดูจะเกินจริงไปหน่อย
    การดึงน้ำขึ้นมาแล้วทำให้ระเหยบนพื้นทะเลสาบแห้งแล้งที่มีสิ่งมีชีวิตไม่มาก ถือว่าอยู่ในระดับค่อนข้างต่ำบนมาตรวัดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการทำเหมือง อยากรู้ว่าเมื่อเทียบกับ การสกัดโซเดียม แล้วเป็นอย่างไร

    • ผมเคยคิดว่าปัญหาหลักของโครงการน้ำเกลือแบบระเหยโดยทั่วไปคือ การใช้น้ำ ในปริมาณมากในพื้นที่ที่มักขาดแคลนน้ำ นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีสกัดโดยตรงที่ดีกว่า
      โซเดียมทำได้โดยระเหยน้ำทะเลในบ่อ แต่แนวทางนี้ทำลายพื้นที่ชุ่มน้ำ รอบ ๆ SF Bay ก็มีหลายแห่ง และบางส่วนกำลังถูกฟื้นฟูกลับสู่สภาพเดิม
    • การสกัดจากน้ำเกลือมีปัญหาหลายอย่าง รวมถึง การใช้น้ำอย่างเข้มข้น และมลพิษทางอากาศ ในกระบวนการสกัดมีการปล่อย เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์
    • มีบทสรุปภาพรวมที่จัดระเบียบผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมบางส่วนไว้ดี
      ‘Environmental impact of direct lithium extraction from brines’ (2023) ใน Nature Reviews Earth & Environment, PDF: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00387-5.pdf
    • เห็นด้วยว่าเกินจริงไปบ้าง แต่ไม่ว่าอย่างไร โซเดียมและโครเมียม ก็ใช้งานได้เรียบง่ายกว่ามาก
  • ไม่ได้บอกอะไรเลยเกี่ยวกับ ความหนาแน่นพลังงาน ปริมาตร หรือรอบการชาร์จ

    • งานวิจัยนี้พูดถึงทฤษฎี ไม่ใช่ทุกอย่างในงานวิจัยต้องใช้งานจริงได้ทันที การจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ออกสู่ตลาดได้ยังต้องมีวิศวกรรม การปรับแต่ง และการทดสอบอีกมาก
      ประกาศครั้งนี้เป็น ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสำหรับผู้บริโภค
    • ตามบทความ ทดสอบถึงแค่ 100 ไซเคิล
      ดังนั้นยังอยู่ในขั้นทดลอง และเวอร์ชันผลิตภัณฑ์น่าจะไม่ออกมาภายใน 1 ปี หรืออาจใช้เวลานานกว่านั้นมาก ผลิตภัณฑ์จะถูกทำให้เฉพาะทางโดยธรรมชาติในหลายหมวด เช่น อายุการใช้งาน น้ำหนัก ความจุ ดังนั้นตอนนั้นตัวชี้วัดเหล่านั้นจึงจะมีความหมาย ก่อนหน้านั้นก็เป็นเพียง ผลการทดลอง ที่มีตัวชี้วัดซึ่งเปรียบเทียบกับผลการทดลองก่อนหน้าได้
    • ระบุไว้ว่า “สาธิตโครงสร้างแบตเตอรี่โซเดียมแบบใหม่ที่แสดงการหมุนเวียนอย่างเสถียรตลอดหลายร้อยไซเคิล” ถ้าอย่างนั้น ถึงจะขึ้นกับนิยามของ “เสถียร” แต่สำหรับ การกักเก็บพลังงานในโครงข่ายไฟฟ้า ก็ยังขาดอีกมาก
      กราฟแสดงความหนาแน่นประมาณ 400 Wh/kg และประมาณ 800 Wh/L เป็นตัวเลขที่ใช้ได้สำหรับการกักเก็บพลังงานในโครงข่ายไฟฟ้า
      บทความวิจัย https://www.nature.com/articles/s41560-024-01569-9 น่าเสียดายที่อยู่หลังกำแพงจ่ายเงิน
      ต้องรอดูกันต่อไป เทคโนโลยีแบตเตอรี่จะสำเร็จหรือล้มเหลวขึ้นอยู่กับว่าปฏิกิริยาบนพื้นผิวที่ยุ่งเหยิงและซับซ้อนระหว่างรอบการคายประจุในขนาดที่ใช้งานได้จริงนั้นย้อนกลับได้จริงหรือไม่
    • เริ่มรำคาญประกาศ ความก้าวหน้าครั้งใหญ่ของแบตเตอรี่ ที่ออกมาทุกเดือนแล้ว ดูเหมือนว่าครั้งนี้ “หลายร้อยไซเคิล” ก็เพียงพอสำหรับการตีพิมพ์
  • หวังว่านี่จะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญจริง ๆ แต่คาดว่าคอมเมนต์แรกน่าจะชี้ให้เห็นเรื่องสำคัญที่แบตเตอรี่นี้ยังทำไม่ได้ในโลกจริง

    • ถ้ามองในระดับกว้างมาก ๆ ข้อกังขาพื้นฐานที่ควรมีเมื่อได้ยินเทคโนโลยี แบตเตอรี่โซลิดสเตต ที่ฟังดูมีเหตุผล คือการทำเซลล์ขนาดเล็กที่ดูดีสำหรับโชว์ให้นักลงทุนเห็นนั้นดูเหมือนจะทำได้ง่าย
      บริษัทแบตเตอรี่โซลิดสเตตฐานลิเทียมส่วนใหญ่ที่เคยได้ยินกันในช่วงกระแสโฆษณาเกินจริง ต่างก็มีแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่จำนวนรอบการชาร์จและความหนาแน่นดูดี แต่โดยพื้นฐานแล้วมีขนาดเท่าแบตเตอรี่นาฬิกา
      แต่พวกเขาขยายสเกลไม่ได้ หมายความว่าสร้างแบตเตอรี่ขนาดใหญ่แบบที่รถ EV สมัยใหม่ใช้ไม่ได้ และผลิตจำนวนมากในฟอร์มแฟกเตอร์แบตเตอรี่ที่ใช้จริงในโลกจริงไม่ได้
      ถึงอย่างนั้น เรื่องนี้ก็ดูมีอนาคตมาก
    • นี่คือ การตีพิมพ์论文 ของกลุ่มวิจัยเกี่ยวกับแนวทางใหม่ คำถามที่น่าสนใจกว่าคือมีองค์ประกอบใดหรือไม่ที่ทำให้การนำสิ่งนี้ไปใช้จริงง่ายกว่าที่คาด
      บทคัดย่อจบด้วยว่า “โครงสร้างเซลล์นี้ถูกใช้เป็นทิศทางในอนาคตสำหรับเคมีแบตเตอรี่อื่น ๆ เพื่อให้เป็นไปได้สำหรับแบตเตอรี่ต้นทุนต่ำ ความหนาแน่นพลังงานสูง และชาร์จเร็ว” นี่เป็นงานวิจัยพื้นฐานและการสำรวจที่สำคัญ
      สักวันหนึ่งมหาวิทยาลัยควรคิดใหม่จริง ๆ เรื่องวิธีประชาสัมพันธ์งานวิจัย อย่างน้อยก็ควรลดโทนพาดหัวที่อ่านแล้วเหมือนมาจากสตาร์ทอัพหลอกลวงมากกว่าห้องแล็บ
  • สิ่งสำคัญในแบตเตอรี่คือ สเกลและต้นทุนรวม แม้องค์ประกอบจะถูกกว่า แต่ประเด็นคือสามารถออกผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่าหรือถูกกว่ามาตรฐานปัจจุบันได้มากพอหรือไม่ ดูการเติบโตของ LFP ก็ได้
    อีกประเด็นหลักคือสามารถใช้โรงงานและเทคโนโลยีการผลิตที่มีอยู่ได้หรือไม่ หรือจำเป็นต้องคิดค้นหรือสร้างใหม่ เราได้ยินเรื่องแบตเตอรี่โซลิดสเตตมาตั้งแต่ 15 ปีก่อนแล้ว แต่จนถึงตอนนี้ยังไม่มีอะไรออกมาในสเกลที่ใหญ่พอ
    ถ้าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะดังขึ้นมา ก็น่าจะเริ่มจาก การบินไฟฟ้า และซูเปอร์คาร์ก่อน เพราะสามารถซ่อนต้นทุนไว้ในราคาสินค้าที่แพงกว่าได้ และต้องการความหนาแน่นที่สูงกว่า

  • ถ้าเป็น “การหมุนเวียนที่เสถียรเป็นเวลาหลายร้อยรอบ” ก็ยังขาดไป ระดับหนึ่งหลัก เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้จริง

    • บทความวิชาการกำลังบอกว่าหลังจากหลายร้อยรอบแล้วมันไม่เสถียร หรือแค่ทดสอบถึงหลายร้อยรอบเท่านั้น และในช่วงนั้นยังเสถียรต่อเนื่อง? สองอย่างนี้ต่างกันมาก
    • เซลล์ลิเทียมไอออน ทั่วไปก็มักมีเรตอยู่ที่ 500~1,000 รอบ
  • หวังว่านี่จะประสบความสำเร็จเชิงพาณิชย์ และกระบวนการสกปรกในการทำและสร้างแบตเตอรี่ลิเทียมจะหายไปหมด
    หวังว่าเราจะพึ่งพาจีนและประเทศที่มีแนวปฏิบัติด้านแรงงานน่าสงสัยอย่างการใช้แรงงานเด็กหรือกฎความปลอดภัยแทบไม่มี ให้น้อยลง

    • เห็นประกาศจากแวดวงวิชาการที่ถูกปั่นเกินจริงและไปไม่ถึงเชิงพาณิชย์มาเยอะเกินไปแล้ว ในการผลิตมักพลาดปัจจัยเล็ก ๆ แต่ร้ายแรงอยู่บ่อย ๆ คำว่า การผลิตนั้นยาก เหมาะมาก
      ข้อจำกัดความรับผิด: ผมหวังจริง ๆ ว่าแบตเตอรี่เหล่านี้จะสำเร็จ