Logo

ทีมวิจัยร่วมชิงหัว-ลิเวอร์พูล ค้นพบกลไกการเก็บประจุแบบใหม่

Category: Technology
Posted Aug 17, 2021 12:04 (GMT +7)

ทีมวิจัยร่วมชิงหัว-ลิเวอร์พูล ค้นพบกลไกการเก็บประจุแบบใหม่

นครซินจู๋, ใต้หวัน--(BUSINESS WIRE)--16 ส.ค. 2564

เนื่องจากความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าที่สูงและต้นทุนต่ำแบตเตอรี่โลหะอากาศ (metal-air batteries) จึงเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่เป็นที่คาดหวังมากที่สุดแหล่งหนึ่งสำหรับอนาคต ทีมวิจัยร่วมของชิงหัว-ลิเวอร์พูล (Tsinghua-Liverpool) เพิ่งพัฒนากลไกการจัดเก็บประจุแบบใหม่ ซึ่งช่วยให้สามารถชาร์จซ้ำได้ภายในแบตเตอรี่แคลเซียม-แอร์ ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญของเทคโนโลยีแบตเตอรี่

ข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับนี้เป็นแบบด้วยมัลติมีเดีย ดูฉบับเต็มได้ที่นี่ https://www.businesswire.com/news/home/20210816005031/en/

Lu in Prof Hu’s lab where he set up experiments to cross compare results obtained at NTHU and at UoL.(Photo: National Tsing Hua University)

Lu ในห้องทดลองของ ศ. Hu ซึ่งเขาทำการทดลองเพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้จาก NTHU และที่ UoL (ภาพ: National Tsing Hua University)

การค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Chemical Science โดยผู้เขียนรายงานฉบับนี้หลัก ๆ ได้แก่ Yi-Ting Lu ซึ่งเป็นนักศึกษาปริญญาเอกร่วมจากมหาวิทยาลัย Tsinghua กับ Liverpool โดยมี ศ. Chi-Chang Hu (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี NTHU) และ ศ. Laurence Hardwick (ภาควิชาเคมี UoL ) เป็นที่ปรึกษา

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ Ca-air

ศาสตราจารย์ Hu กล่าวว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบธรรมดามีความจุในทางปฏิบัติที่จำกัด ด้วยเหตุนี้นักวิจัยจำนวนมากจึงกำลังเร่งพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทางเลือก โดยมุ่งเน้นไปที่แบตเตอรี่โลหะ-อากาศที่มีสังกะสี ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม และอลูมิเนียม ข้อดีของแบตเตอรี่แคลเซียม-แอร์คือพลังงานจำเพาะสูง ซึ่งมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิมถึงห้าเท่า อย่างไรก็ตาม ยังมีอุปสรรคบางประการต่อความเป็นไปได้ของการใช้แบตเตอรี่แคลเซียม-แอร์ โดยข้อเสียเปรียบหลักประการหนึ่ง นั่นคือการไม่สามารถชาร์จใหม่ได้

Lu อธิบายว่าแบตเตอรี่โลหะ-อากาศเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มักใช้โลหะแอคทีฟเป็นอิเล็กโทรดลบ และใช้วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนเมื่อสัมผัสกับอากาศเป็นอิเล็กโทรดบวก เมื่อโลหะออกซิไดซ์ออกซิเจน ขั้วบวกจะลดลงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

หลังจากสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกปีแรกที่ NTHUแล้ว Lu ได้ลงทะเบียนเรียนที่ Stephenson Institute for Renewable Energy ที่ UoL ในเดือนกันยายน 2561 โดยมี Prof. Hardwick เป็นที่ปรึกษา เขาเริ่มทำวิจัยเกี่ยวกับอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในแบตเตอรี่แคลเซียม-แอร์

Lu พบเมื่อมีการชาร์จและคายประจุอิเล็กโทรดเดียวซ้ำแล้วซ้ำอีก ในตอนแรกจะไม่สามารถสังเกตการย้อนกลับได้ แต่หลังจากผ่านไปสองสามรอบอิเล็กโทรดจะค่อย ๆ แสดงการกลับตัวได้บางส่วน น่าแปลกที่ผลลัพธ์ที่ได้ ดูแตกต่างไปจากผลงานวิจัยก่อนหน้าอย่างสิ้นเชิง ทีมวิจัยได้ทำการทดลองหลายครั้งเพื่อเปิดเผยกลไกเบื้องหลังปรากฏการณ์นี้ บนพื้นผิวอิเล็กโทรด ผลิตภัณฑ์ที่มาจากการคายประจุจะก่อตัวเป็นชั้นกลางของแคลเซียมออกไซด์ (CaxOy) ซึ่งผลิตภัณฑ์การปลดปล่อยออกซิเจนที่เรียกว่าซูเปอร์ออกไซด์ถูกกักเอาไว้ ปล่อยให้ซูเปอร์ออกไซด์ถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย สิ่งนี้บ่งชี้ว่าออกซิเจนอาจถูกออกซิไดซ์/ลดปริมาณซ้ำๆ เพื่อให้เซลล์ถูกปล่อยออก/ชาร์จใหม่อย่างต่อเนื่อง

ดร.Alex Neale นักวิจัยหลังปริญญาเอก หรือ โพสต์-ด็อก ของลิเวอร์พูล ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมวิจัยด้วย กล่าวว่า ด้วยการตรวจสอบทางเคมีไฟฟ้าและสเปกโทรสโกปีอย่างเป็นระบบ ทีมงานเริ่มเข้าใจที่มาของกลไกการเก็บประจุนี้ ซึ่งช่วยให้ระบบย้อนกลับของระบบในระดับที่มองไม่เห็นก่อนหน้านี้ สำหรับแบตเตอรี่แคลเซียม-แอร์

ศ. Hardwick กล่าวว่าทีมงานจะมุ่งเน้นไปที่การออกแบบระบบแบตเตอรี่ใหม่ที่ใช้กลไกการเก็บประจุที่ค้นพบใหม่นี้ เขาเสริมว่าการวิจัยแบบร่วมมือกันนี้ทำให้การค้นพบของพวกเขาเป็นไปได้ และมีแผนสำหรับความร่วมมือที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นระหว่าง NTHU และ UoL ในอนาคต

ดูเวอร์ชันต้นฉบับบน businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/20210816005031/en/

ติดต่อ:

Holly Hsueh

NTHU

(886)3-5162006

hoyu@mx.nthu.edu.tw

เนื้อหาใจความในภาษาต้นฉบับของข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับนี้เป็นฉบับที่เชื่อถือได้และเป็นทางการ การแปลต้นฉบับนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกเท่านั้น และควรนำไปเทียบเคียงอ้างอิงกับเนื้อหาในภาษาต้นฉบับ ซึ่งเป็นฉบับเดียวที่มีผลทางกฎหมาย

Distribute your news release with us

  • Print

    unique advertising solution

    Our media lists include news desks at all leading Thai and English-language dailies.

  • Radio & TV

    reliable platform

    We deliver your news to leading Thai radio stations and TV channels.

  • Internet Sites

    cloud computing

    All releases are submitted to Internet news sites, including several with guaranteed pickup.

Our Self-Serve News Release Couldn't Be Simpler

Our streamlined online process makes it simple and fast to submit your news to the Thai media. Once registered, just enter or copy your text into our submission form and you'll see an instant preview with our fee based on the word count, translation, and any attached image. To confirm submission, hit Enter to be taken to our payment processor. Once payment is approved, your release passes automatically to our news desk for translation and dissemination by our skilled and experienced team. You'll be kept informed at each step of the process.

Do NOT follow this link or you will be banned from the site!