นักวิจัยจีนพัฒนา ‘อิเล็กโทรไลต์แข็ง’ ราคาคุ้มค่า หนุนใช้ในแบตเตอรี่ขั้นสูง

คณะนักวิจัยจีนพัฒนาอิเล็กโทรไลต์แข็งซัลไฟด์ที่มีราคาคุ้มค่า โดยมีความหนาแน่นต่ำและเข้ากันได้อย่างดีเยี่ยมกับขั้วแอโนด (anode) หรือขั้วไฟฟ้าที่ให้ประจุลบกับเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งใหม่ในการวิจัยแบตเตอรี่โซลิดสเตต (solid-state)

หลายฝ่ายมองว่าออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่ (all-solid-state batteries) จะสามารถแก้ไขปัญหาด้านความจุและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ ซึ่งอิเล็กโทรไลต์แข็งซัลไฟด์เป็นกุญแจสำคัญในการผลิตออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่

อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรไลต์แข็งซัลไฟด์ทั่วไปมีราคาสูงกว่า 195 ดอลลาร์สหรัฐ (ราว 7,130) ต่อกิโลกรัม มากกว่าราคาที่ควรจะเป็นสำหรับการวางขายซึ่งอยู่ที่ 50 ดอลลาร์สหรัฐ (ราว 1,830 บาท) ต่อกิโลกรัม ปัญหานี้เกิดจากการสังเคราะห์อิเล็กโทรไลต์แข็งซัลไฟด์ที่ต้องใช้ลิเธียมซัลไฟด์ (Li2S) ราคาแพงจำนวนมาก

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนได้พัฒนาอิเล็กโทรไลต์แข็ง Li7P3S7.5O3.5 (LPSO) การสังเคราะห์วัสดุนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ลิเธียมซัลไฟด์ที่มีราคาแพง ต้นทุนวัตถุดิบจึงอยู่ที่เพียง 14.42 ดอลลาร์สหรัฐ (ราว 527 บาท) ต่อกิโลกรัม ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ 50 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม

อิเล็กโทรไลต์แข็งแอลพีเอสโอมีความหนาแน่นต่ำ เข้ากันได้ดีเยี่ยมกับขั้วแอโนด และมีจุดแข็งด้านต้นทุน อีกทั้งมีส่วนส่งเสริมที่สำคัญต่อประสิทธิภาพการใช้งานของแบตเตอรี่ ทำให้การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่เพื่อนำไปใช้งานจริง

อนึ่ง การศึกษาข้างต้นเผยแพร่ในวารสารอังเกอวันด์เทอ เคมี อินเทอร์เนชันแนล อีดิชัน (Angewandte Chemie International Edition)

ที่มา/ภาพ สำนักข่าวซินหัว