โปรตีนจากข้าวโพด ช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์
นักวิจัยพบว่าโปรตีนจากข้าวโพดช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ ซึ่งเป็นทางเลือกต้นทุนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่กำลังขาดแคลน
SHORT CUT
- โปรตีนจากข้าวโพดช่วยแก้ปัญหาอายุการใช้งานสั้นของแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ ซึ่งเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพสูงกว่าลิเธียมไอออนในด้านต้นทุนและสิ่งแวดล้อม
- เทคโนโลยีนี้เป็นทางออกที่น่าสนใจในการรับมือกับปัญหาการขาดแคลนลิเทียมที่คาดการณ์ไว้ในอนาคต
- การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น จะเป็นก้าวสำคัญในการนำไปใช้จริงในยานยนต์ไฟฟ้าและระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียน
นักวิจัยพบว่าโปรตีนจากข้าวโพดช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ ซึ่งเป็นทางเลือกต้นทุนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่กำลังขาดแคลน
แร่ลิเทียมถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของการผลิตแบตเตอรี่ EV แต่กลับมีแนวโน้มขาดแคลนสูง องค์กรอย่าง World Economic Forum เคยคาดการณ์ว่า ภายในปี 2568 ความต้องการลิเทียมมีแนวโน้มสูงขึ้นมาก จนขาดแคลนแร่ 40,000 - 60,000 และจะขยายขึ้นเป็น 768,000 ตันภายในปี 2573
นอกจากนี้ ราคาลิเทียมเคยขึ้นแตะระดับสูงสุดที่เกือบ 600,000 หยวนต่อตันใน เดือน พ.ย. ปี 2565 สูงกว่าราคาเดือน ม.ค. ปี 2564 ถึงกว่า 12 เท่า บรรดาผู้ผลิตจึงมองหาทางเลือกอื่น ๆ และก็ไปเจอเข้ากับ “แบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์”
แบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ (Lithium-sulfur) ถือเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้ต้นทุนต่ำ แต่ให้พลังงานสูง มีน้ำหนักเบากว่า ราคาถูกกว่า ทั้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน
ปัญหาก็คือ แบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ มีอายุการใช้งานที่ค่อนข้างสั้น ไม่ตอบโจทย์ผู้ใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าเหมือนที่แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนทำได้
ล่าสุด Katie Zhong นักวิจัยด้านวิศวกรรมเครื่องกลและวัสดุจาก Washington State University ตีพิมพ์ผลงานในวารสาร Journal of Power Sources ระบุว่า สามารถยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ให้ใช้งานได้นานขึ้น ชาร์จได้หลายร้อยครั้ง ด้วยโปรตีนจากข้าวโพด
เดิมที กำมะถัน ซึ่งเป็นวัสดุราคาถูกและไม่เป็นมลพิษ ในแบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ ช่วงระหว่างการชาร์จกำมะถันบางส่วนจะลอยเข้าไปทำปฏิกิริยากับลิเทียม ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็ว และลิเทียมสามารถสร้าง dendrites ซึ่งสามารถทำให้ไฟฟ้าลัดวงจรได้
เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิจัยทดลองใช้ Zein โปรตีนที่พบในข้าวโพด เคลือบไปที่แบตเตอรี่ทั้งสองด้านเพื่อดูว่าสามารถป้องกันกำะถันให้ไม่รั่วซึมออกมาได้หรือไม่ ผลพบว่า ทำได้ ทั้งยังช่วยป้องกันไม่ให้เกิดภาวะ dendrites ได้ด้วย
“โปรตีนข้าวโพดเหมาะที่จะนำมาใช้เป็นวัสดุสำหรับแบตเตอรี่ เนื่องจากมีอยู่มากมาย เป็นธรรมชาติ และยั่งยืน” ดร.จิน หลิว ศาสตราจารย์จากคณะวิศวกรรมศาสตร์เครื่องกลและวัสดุ ผู้เกี่ยวข้อง กล่าว
“โปรตีนเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมาก เราจำเป็นต้องทำการศึกษาจำลองเพิ่มเติมเพื่อระบุว่ากรดอะมิโนชนิดใดในโครงสร้างโปรตีนที่สามารถทำงานได้ดีที่สุดในการแก้ปัญหาเดนไดรต์และกำมะถันรั่วซึม”
งานวิจัยชิ้นนี้อยู่ในระยะเริ่มต้น แต่ถ้าแบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์สามารถแก้ปัญหาจุดด้อยได้ทุกข้อ ถึงเวลานั้นนี่จะเป็นแบตเตอรี่ที่จะมาทดแทนแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ถือเป็นทางเลือกเพิ่มเติมในโมงยามที่โลกมีความต้องการลิเทียมมากขึ้น
ที่มา: Independent
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
