นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นพิสูจน์แล้วว่า “แมกนีเซียม” สามารถเป็นองค์ประกอบของแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยและมีพลังงานมากกว่า “ลิเทียม” ซึ่งการค้นพบนี้จะทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีความปลอดภัยและสามารถขับเคลื่อนได้ไกลขึ้น ภายใต้ต้นทุนที่ต่ำลง
นักวิทยาศาสตร์ที่ Tokyo University of Science (TUS) ได้ค้นพบ “องค์ประกอบที่เหมาะสมที่สุด” สำหรับแคโทด (บริเวณด้านที่เกิดการรับอิเล็กตรอนจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี) แบตเตอรี่สำรองที่มีแมกนีเซียม ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการหมุนเวียนดีขึ้นและให้ความจุของแบตเตอรี่ที่น่าพึงพอใจขึ้น ตามบทความที่ตีพิมพ์ใน Journal of Electroanalytical Chemistry
โดยศาสตราจารย์ Yasushi Idemoto ผู้นำทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์โตเกียว ได้ทำการปรับโครงสร้างสารประกอบแมกนีเซียม (Mg) ด้วยการแทนที่วานาเดียม (V) บางส่วนด้วยแมงกานีส (Mn) ซึ่งการปรับโครงสร้างของสารประกอบดังกล่าวได้ปรับปรุงคุณสมบัติการปล่อยประจุ และเนื่องจากแมกนีเซียมมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าลิเทียม จึงคุ้มค่าที่จะเลือกใช้แทนลิเทียม
นอกจากนี้ ปัญหาการขาดแคลนลิเทียม ทำให้ต้นทุนแบตเตอรี่สูงขึ้น และในขณะที่ลิเทียมเป็นแร่ที่มีอยู่มากเป็นอันดับที่ 33 ในธรรมชาติ หายากและขุดพบในไม่กี่แห่งทั่วโลก แต่แมกนีเซียมกลับมีมากเป็นอันดับที่ 8 นั่นหมายความปริมาณสำรองของแมกนีเซียมมีอยู่มากมายมหาศาลบนเปลือกโลกมากกว่าลิเทียมหลายเท่า อีกทั้งการขุดลิเทียมส่วนใหญ่ของโลกจะดำเนินการโดยจีน ซึ่งทำให้การจัดหายุ่งยาก แม้ว่ารัฐบาลสหรัฐอเมริกากำลังดำเนินการบางอย่างเพื่อเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขดังกล่าวเพื่อลดการพึ่งพาจีนก็ตาม (การสนับสนุนเงิน 700 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ แบบมีเงื่อนไขให้กับเหมืองลิเทียมในรัฐเนวาดา ซึ่งเป็นความพยายามในการจัดหาวัตถุดิบภายในประเทศเพื่อรองรับการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่เติบโตอย่างต่อเนื่อง) ที่สำคัญคือแบตเตอรี่ลิเทียมเป็นอันตรายเมื่อถูกเจาะหรือเมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูง ซึ่งข้อกังวลทั้งหมดเหล่านี้หมายความว่าโลกจำเป็นต้องมองหาทางเลือกอื่นหากต้องการให้ยานยนต์ไฟฟ้ามีความยั่งยืนจริงๆ
ทั้งนี้ โดยทั่วไปแล้วแมกนีเซียมดูเหมือนจะไม่สามารถนำมาใช้ทดแทนลิเทียมได้ เนื่องจากแมกนีเซียมไอออนมีแรงดันไฟฟ้าต่ำและประสิทธิภาพการหมุนเวียนที่ไม่น่าเชื่อถือ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ที่ผลิตโดยใช้องค์ประกอบนี้ไม่ตอบสนองได้ดีต่อการชาร์จและการคายประจุตามปกติ แต่ประโยชน์ของแมกนีเซียม คือ ความปลอดภัยและความอุดมสมบูรณ์ของแมกนีเซียมซึ่งไม่ใช่แร่หายากอะไร จึงกระตุ้นนักวิจัยให้ทำการศึกษาคุณประโยชน์ของแมกนีเซียมอย่างจริงจัง และขณะนี้พวกเขาเชื่อว่าในอนาคต แมกนีเซียมจะสามารถแทนที่ลิเทียมในแบตเตอรี่ได้
กล่าวโดยสรุป สารประกอบใหม่นี้พิสูจน์ได้ว่าเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า ราคาไม่แพง และมีประสิทธิภาพมากกว่าลิเทียม กระนั้นแม้ศาสตราจารย์ Idemoto จะมีความหวังว่าอย่างแรงกล้าว่าแบตเตอรี่แมกนีเซียมสามารถแซงหน้าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนได้ด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่า แต่เขาก็ชี้ว่ามี่ความจำเป็นที่จะต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมอีก
ทั้งนี้ จากรายงานล่าสุดของ Statista ระบุว่าในปี 2020 กำลังการผลิตหลักของแมกนีเซียมใน “จีน” มีจำนวนประมาณ 1.8 ล้านตัน ซึ่งถือเป็นประเทศที่มีกำลังการผลิตแมกนีเซียมขั้นปฐมภูมิมากที่สุดในโลก ขณะที่ “รัสเซีย” ตามมาห่างๆ ในฐานะอันดับที่ 2 ด้วยกำลังการผลิตแมกนีเซียมขั้นต้นประมาณ 8.1 ล้านตัน
แหล่งข้อมูล
https://www.salika.co/2023/02/13/magnesium-lithium-battery-ev/