แบตเตอรี่โซเดียมสถานะแข็งแบบไร้แอโนดเครื่องแรกของโลก

 (pme.uchicago.edu)
1 คะแนน โดย GN⁺ 2024-07-07 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp

  • ห้องปฏิบัติการ Laboratory for Energy Storage and Conversion ของศาสตราจารย์ Shirley Meng แห่ง UChicago สร้างแบตเตอรี่โซเดียมสถานะแข็งแบบไร้แอโนดเครื่องแรกของโลก – ความก้าวหน้าครั้งสำคัญของแบตเตอรี่ราคาประหยัด สะอาด และชาร์จเร็ว

    • แบตเตอรี่รูปแบบใหม่ได้รับการพัฒนาที่ห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์ Y. Shirley Meng
    • แบตเตอรี่ราคาถูก ชาร์จเร็ว และความจุสูง กำลังเข้าใกล้การใช้งานจริงมากขึ้นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและการกักเก็บพลังงานบนโครงข่ายไฟฟ้า

  • เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

    • การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แบตเตอรี่ และความหวัง: ชม TEDx talk ของ Shirley Meng ศาสตราจารย์ด้าน Pritzker Molecular Engineering
    • ExPost สตาร์ตอัปจาก Resurgence ได้รับเงินสนับสนุน $8M จาก DOE เพื่อปรับปรุงการรีไซเคิลแบตเตอรี่
    • Shirley Meng ศาสตราจารย์ด้าน PME ได้รับรางวัล ENSM ประจำปี 2023

  • แบตเตอรี่โซเดียมสถานะแข็งแบบไร้แอโนดเครื่องแรกของโลก

    • ห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์ Shirley Meng แห่ง UChicago Pritzker Molecular Engineering ได้พัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมสถานะแข็งแบบไร้แอโนดเครื่องแรกของโลก
    • งานวิจัยนี้เกิดจากความร่วมมือระหว่าง UChicago Pritzker School of Molecular Engineering และ Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering แห่ง University of California San Diego
    • แบตเตอรี่ราคาถูก ชาร์จเร็ว และความจุสูง กำลังเข้าใกล้การใช้งานจริงมากขึ้นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและการกักเก็บพลังงานบนโครงข่ายไฟฟ้า

  • ประเด็นสำคัญของงานวิจัย

    • บทความวิจัยที่มี Grayson Deysher นักศึกษาปริญญาเอกของ UC San Diego เป็นผู้เขียนคนแรก ได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Energy
    • โครงสร้างแบตเตอรี่โซเดียมแบบใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงการชาร์จ-คายประจุที่เสถียรได้หลายร้อยรอบ
    • การตัดแอโนดออกและใช้โซเดียมที่มีราคาถูกกว่าและมีอยู่มากกว่าแทนลิเทียม ทำให้สามารถผลิตแบตเตอรี่ที่ราคาถูกกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นได้
    • การออกแบบสถานะแข็งเชิงนวัตกรรมทำให้แบตเตอรี่มีความปลอดภัยและทรงพลังมากขึ้น

  • ความยั่งยืนและโซเดียม

    • ลิเทียมมีอยู่ในเปลือกโลกประมาณ 20ppm ขณะที่โซเดียมมีอยู่ 20,000ppm
    • ความต้องการแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่เพิ่มขึ้นทำให้ราคาพุ่งสูง และยิ่งทำให้แบตเตอรี่ที่จำเป็นเหล่านี้เข้าถึงได้ยากขึ้น
    • การสกัดลิเทียมส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม
    • โซเดียมสามารถหาได้ง่ายจากน้ำทะเลและแร่โซดาแอช จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า

  • โครงสร้างเชิงนวัตกรรม

    • ทีมวิจัยต้องคิดค้นโครงสร้างใหม่เพื่อสร้างแบตเตอรี่โซเดียมที่มีความหนาแน่นพลังงานระดับเดียวกับแบตเตอรี่ลิเทียม
    • แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมมีแอโนดสำหรับเก็บไอออนระหว่างการชาร์จ
    • แบตเตอรี่แบบไร้แอโนดตัดแอโนดออก และเก็บไอออนไว้ที่ตัวเก็บกระแสโดยตรง
    • แนวทางนี้ทำให้ได้แรงดันของเซลล์สูง ต้นทุนเซลล์ต่ำ และความหนาแน่นพลังงานสูง แต่ก็มาพร้อมความท้าทายเฉพาะของตัวเอง

  • ของแข็งที่ไหลได้

    • ทีมวิจัยใช้แนวทางใหม่โดยใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ล้อมรอบตัวเก็บกระแส
    • พวกเขาสร้างตัวเก็บกระแสจากผงอะลูมิเนียม ทำให้เกิดของแข็งที่สามารถไหลได้เหมือนของเหลว
    • ระหว่างการประกอบแบตเตอรี่ ผงดังกล่าวจะถูกอัดแน่นด้วยความดันสูง เพื่อคงการสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ในลักษณะคล้ายของเหลว

  • แนวโน้มในอนาคต

    • แม้แบตเตอรี่โซเดียมสถานะแข็งเคยถูกมองว่าเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคตอันไกล แต่บทความนี้แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่โซเดียมสามารถทำงานได้ดีจริง
    • ศาสตราจารย์ Meng หวังว่าจะมีทางเลือกแบตเตอรี่สะอาดและราคาประหยัดที่หลากหลาย เพื่อกักเก็บพลังงานหมุนเวียนและขยายขนาดให้ตอบโจทย์ความต้องการของสังคม
    • ศาสตราจารย์ Meng และ Deysher ได้ยื่นขอสิทธิบัตรผ่าน Office of Innovation and Commercialization ของ UC San Diego

สรุปโดย GN⁺

  • บทความนี้กล่าวถึงการพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมสถานะแข็งแบบไร้แอโนดเครื่องแรกของโลก
  • แบตเตอรี่โซเดียมเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียม โดยมีราคาถูกกว่า เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกว่า และเหมาะกับรถยนต์ไฟฟ้าและการกักเก็บพลังงานบนโครงข่ายไฟฟ้า
  • เทคโนโลยีนี้เกิดขึ้นได้จากแนวทางเชิงนวัตกรรมที่ช่วยเพิ่มทั้งความหนาแน่นพลังงานและความปลอดภัยของแบตเตอรี่
  • มอบข้อมูลที่น่าสนใจและมีประโยชน์ให้แก่นักวิจัยและวิศวกรในสาขาที่เกี่ยวข้อง
  • ผลิตภัณฑ์ที่มีฟังก์ชันใกล้เคียงกัน ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแบบเดิมและเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นถัดไป

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-07-07
ความคิดเห็นจาก Hacker News

  • ราคาลิเทียมลดลง 80% ในช่วง 2 ปีที่ผ่านมา

    • ความหายากของลิเทียมที่กล่าวถึงในบทความไม่สอดคล้องกับสถานการณ์ปัจจุบัน
    • การลดลงของราคาลิเทียมอาจส่งผลเชิงบวกต่อการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานสะอาด

  • ไม่ค่อยรู้เรื่องไฟฟ้านัก แต่เพื่อให้อิเล็กตรอนไหลได้ จำเป็นต้องมีแอโนด

    • ตาม Wikipedia ระบุว่า แอโนดโลหะจะก่อตัวขึ้นเมื่อชาร์จครั้งแรก

  • มีการกล่าวถึง Na4MnCr(PO4)3

    • โครเมียมมีอยู่มากในเปลือกโลกมากกว่าลิเทียม 5 เท่า
    • แบตเตอรี่โซเดียมไอออนทั่วไปมีข้อดีคือไม่ใช้ธาตุหายาก
    • จำเป็นต้องมีการเปรียบเทียบระหว่างเคมีสถานะของแข็งกับเคมีทั่วไป

  • มีการให้ลิงก์พรีปรินต์ของงานวิจัย

    • ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับความหนาแน่นพลังงาน ปริมาตร และรอบการชาร์จซ้ำ

  • มีการพูดคุยถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการสกัดลิเทียม

    • วิธีสูบน้ำขึ้นมาที่ผิวดินแล้วปล่อยให้ระเหยมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมค่อนข้างน้อย
    • จำเป็นต้องเปรียบเทียบกับการสกัดโซเดียม

  • สิ่งสำคัญของแบตเตอรี่คือการขยายขนาดการผลิตและต้นทุนรวม

    • แม้องค์ประกอบจะมีราคาถูกกว่า ก็ต้องนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่าสิ่งที่มีอยู่ในปัจจุบัน
    • ประเด็นสำคัญคือสามารถใช้โรงงานและเทคโนโลยีการผลิตเดิมได้หรือไม่
    • แบตเตอรี่สถานะของแข็งมีแนวโน้มสูงที่จะถูกนำมาใช้ก่อนในเครื่องบินไฟฟ้าและซูเปอร์คาร์

  • ความอุดมสมบูรณ์และความเสถียรของโซเดียมมีศักยภาพสูงมากสำหรับการกักเก็บพลังงานไฟฟ้า

    • อยากเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่บ้านให้เป็นโซเดียม

  • กำลังรอคอมเมนต์แรกที่จะชี้ให้เห็นว่าแบตเตอรี่นี้จริง ๆ แล้วทำอะไรไม่ได้บ้าง

  • ดูเหมือนว่าจะมีสิ่งที่เกิดขึ้นที่แคโทดมากกว่า

    • สงสัยว่าทำไมจึงมีสิ่งที่เกิดขึ้นที่แคโทดมากกว่าในอิเล็กโทรไลต์