ทำความรู้จัก นวัตกรรมแบตเตอรี่กราฟีน (Graphene) แบตเตอรี่ที่มีความคิดสอดคล้องกับเทรนด์รักษ์โลก เพราะเปลี่ยน EV ให้โลกยั่งยืนขึ้น อัตราการอัดประจุได้ที่รวดเร็วขึ้นจากแบตเตอรี่แบบเดิม ราคาถูก ไม่ระเบิด จึงปลอดภัยต่อการใช้งาน ลดปริมาณขยะสิ่งแวดล้อม
ในงานแถลงข่าวของ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) ซึ่งเตรียมจัดงาน “KMITL Innovation EXPO 2023” ในวันที่ 27 – 29 เม.ย. 2566 ได้มีการนำเสนอตัวอย่างผลงานนวัตกรรมที่น่าสนใจมากมาย หนึ่งในนั้นคือ นวัตกรรมแบตเตอรี่กราฟีน แบตเตอรี่ เปลี่ยน EV ยานยนต์ไฟฟ้า ให้โลกยั่งยืนขึ้น
โดย นวัตกรรมแบตเตอรี่กราฟีน เป็นผลงานของ ทีมวิจัยนำโดย รศ.ดร.เชรษฐา รัตนพันธ์ คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) ให้ความเห็นว่า กราฟีน (Graphene) เป็นสิ่งที่ ทั่วโลกให้ความเชื่อมั่นว่าเป็นวัสดุแห่งอนาคต เพราะมีความแข็งแรงเป็นอย่างมาก
กราฟีน (Graphene) คืออะไร ?
คำถามสำคัญคือ กราฟีน (Graphene) คืออะไร ? สำหรับ กราฟีน (Graphene) เป็นชั้นอะตอมของคาร์บอนที่เรียงตัวต่อกันเป็นโครงสร้าง 6 เหลี่ยม (Hexagonal) ซึ่งโดดเด่นด้วยคุณสมบัติสุดพิเศษหลายด้าน และเป็นประโยชน์ในการสร้างนวัตกรรมต่างๆเป็นอย่างมาก กล่าวคือ กราฟีน (Graphene) บางที่สุดในโลก แข็งแกร่งกว่าเพชรและเหล็กกล้าถึง 200 เท่า นำไฟฟ้าได้ดี น้ำหนักเบาแต่พื้นผิวมาก กราฟีน 1 กรัม จะมีพื้นผิวเท่ากับ 10 สนามเทนนิส
ทีมวิจัย คณะวิทยาศาสตร์ สจล.ได้คิดค้น นวัตกรรมที่ใช้กราฟีน โดยชิ้นที่โดดเด่น คือ “แบตเตอรี่กราฟีน” ซึ่งคว้ารางวัลการวิจัยแห่งชาติปี 2566 สำหรับใช้กับยานยนต์
ปัจจุบัน สจล.เป็นแห่งเดียวในไทยที่สามารถผลิตวัสดุ “กราฟีน” ได้เองจากโรงงานต้นแบบผลิตกราฟีนใน สจล. ด้วยกำลังผลิตเดือนละ 15 กก. ทดแทนการนำเข้าซึ่งมีราคากก.ละกว่า 10 ล้านบาท เมดอินไทยแลนด์ นับเป็นความสำเร็จในเฟสที่ 1 และวันนี้ เป็นความสำเร็จในเฟสที่ 2 ทีมวิจัยคิดค้นพัฒนา “แบตเตอรี่กราฟีน” ครั้งแรกในประเทศไทย โดยใช้ รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ ร่วมกับคาร์บอนจากวัสดุการเกษตรธรรมชาติ เช่น ถ่านเปลือกทุเรียน ถ่านกัญชง ถ่านหินลิกไนต์ และคาร์บอนทั่วไป มาประดิษฐ์ขั้วไฟฟ้า
นอกจากนี้ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) ยังได้พัฒนาวัสดุใหม่ คือ วัสดุคอมโพสิตยางพารา ผสม นาโนกราฟีนออกไซด์ เพื่อป้องกันการคายประจุจากไฟฟ้าสถิต ทั้งเป็นตัวดูดซับสารอิเล็กโทรไลต์ให้มีสภาพเปียกได้สูง มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง ช่วยให้การเคลื่อนที่ของไอออนไหลผ่านได้ดีขึ้นจากรูพรุนที่เหมาะสม ส่งผลให้ยางพารามีประสิทธิภาพในการเป็นตัวแยกขั้วไฟฟ้าที่ดี ไม่มีความร้อนสะสมภายใน ทนต่อความร้อนและปฏิกิริยาเคมีจากกราฟีนออกไซด์
จุดเด่นของ “แบตเตอรี่กราฟีน” คือ กักเก็บประจุไฟฟ้าได้มากขึ้น และมีอัตราการอัดประจุได้ที่รวดเร็วขึ้นจากแบตเตอรี่แบบเดิม ราคาถูก ไม่ระเบิด จึงปลอดภัยต่อการใช้งาน สร้างมูลค่าเพิ่มจากการใช้วัสดุการเกษตรเหลือใช้ภายในประเทศ สนับสนุนแนวเศรษฐกิจ BCG (Bio-Circular-Green Economy) ลดปริมาณขยะสิ่งแวดล้อม ลดการนำเข้า มีประสิทธิภาพสูง แต่ราคาถูกกว่าลิเธียมไอออนมาก ในอนาคตเป็นการพัฒนาเฟสที่3 และ4 สามารถใช้ได้กับยานยนต์ไฟฟ้า EV มอเตอร์ไซค์ไฟฟ้า สามล้อไฟฟ้า เพื่อรองรับอุตสาหกรรมใหม่ก้าวเป็นฮับ EV และสังคมที่ยั่งยืน
แหล่งข้อมูล