แบตเตอรี่แบบ Li-ion ยุคใหม่ ที่มีคุณสมบัติโปร่งแสงที่สามารถชาร์จตัวเองได้จากการใช้แสงอาทิตย์

เมื่อไม่นานมานี้ทางกลุ่มนักวิจัยชาวญี่ปุ่นได้ทำการเปิดเผยตัวต้นแบบของ translucent lithium-ion (Li-ion) rechargeable battery หรือแบตเตอรี่แบบ Li-ion โปร่งแสงที่สามารถชาร์จตัวเองได้จากการใช้แสงอาทิตย์ออกมาครับ โดยทางนักวิจัยบอกว่าแบตเตอรี่แบบนี้คือ “smart window” หรือหน้าต่างอัจฉริยะมากกว่าเพราะตัวแบตเตอรี่นั้นจะประกอบไปด้วยส่วนที่เป็นกระจกโปร่งแสงซึ่งต้องมีพื้นที่กว้างในระดับหนึ่งเพื่อที่จะสามารถติดตั้งได้ทั้งตัวแบตเตอรี่และ photovoltaic cell(ตัวลดการส่งผ่านแสงเมื่อแบตเตอรี่ได้รับแสง) ลงไปได้ครับ

กลุ่มนักวิจัยดังกล่าวนี้นำโดยคุณ Mitsunobu Sato ซึ่งเป็นประธานของ Kogakuin University และศาสตราจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ประยุกต์(ใน School of Advanced Engineering) ซึ่งได้นำเอาแบตเตอรี่ดังกล่าวนี้ไปโชว์ตัวในงาน Innovation Japan 2015 ที่ผ่านมาครับ

แต่ทว่าจริงแล้วแบตเตอรี่ชนิดนี้ได้ถูกวิจัยมาตั้งแต่ในปี 2013 แล้ว โดยองค์ประกอบหลักที่ถูกใช้เป็นอิเล็กโทรไลสำหรับขั้วบวกของแบตเตอรี่คือ Li₃Fe₂(PO4)₃ (LFP) ส่วนในขั่วลบจะเป็น Li₄Ti₅O₁₂ (LTO) และ LiPF₆ (lithium hexafluorophosphate) ที่สามารถพบได้ในแบตเตอรี่ Li-ion ทั่วไปครับ

อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าองค์ประกอบจะเป็นแบบเดียวกันแต่ออกไซด์ที่ใช้นั้นจะโปรงแสงในสภาพปกติและมีความหนาน้อยกว่าที่ใช้บนแบตเตอรี่ Li-ion แบบเดิมมาก โดยตัวขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่แบบโปร่งแสงนี้จะมีความหนาอยู่ที่ 80 nm และ 90 nm ตามลำดับเท่านั้นทำให้มันสามารถทำการส่งผ่านแสงได้สูงมากครับ

การส่งผ่านแสงสีเขียว(ความยาวคลื่น 550 nm) ของแบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้จะอยู่ที่ 60% หลังจากที่แบตเตอรี่ถูกปล่อยออกไป และอยู่ที่ต่ำกว่า 30% หลังจากทำการชาร์จเนื่องจากความหนาแน่ของลิเธียมที่ขั้วไฟฟ้าจะเปลี่ยนและสถานะของอิเล็กตรอนของวัสดุเปลี่ยนไปครับ ซึ่งนั่นทำให้แรงดันขาออกของแบตเตอรี่ชนิดนี้สูงถึง 3.6V และทางนักวิจัยยังได้บอกอีกว่าแบตเตอรี่แบบโปรงแสงนี้สามารถที่จะทำการชาร์จใหม่ได้ถึง 20 รอบด้วยครับ

มาในงาน Innovation Japan 2015 นั้นแบตเตอรี่ชนิดนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นจากเดิม โดยในปีนี้นั้นทางทีมวิจัยได้มีการเปลี่ยนวัสดุเป็นของแบตเตอรี่แบบโปร่งแสงใหม่ซึ่งผลจากการเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงจากทางขั้วลบสามารถที่จะถูกใช้ในการชาร์จตัวแบตเตอรี่นี้เองได้ครับ จากการทดสอบของแบตเตอรี่รุ่นใหม่นั้นพบว่าตัวแบตเตอรี่สามารถให้แสงออกมาได้ที่ 10mW/cm² ซึ่งคิดเป็น 1 ใน 10 ของแสงแดดที่มันได้รับไปครับ

ที่มา : techon.nikkeibp.co.jp