top of page
ค้นหา
  • รูปภาพนักเขียนNet Zero Techup

♻️ KMITL คิดค้น "แบตเตอรี่กราฟีน" สำเร็จ! เตรียมวิจัยใช้ใน "รถยนต์ไฟฟ้า"

อัปเดตเมื่อ 2 ก.ค. 2566


นวัตกรรมแบตเตอรี่กราฟีน ถูกพัฒนาครั้งแรกในประเทศไทย โดยทีมวิจัยนำโดย รศ.ดร.เชรษฐา รัตนพันธ์ คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล. หรือ KMITL) ได้คว้ารางวัลการวิจัยแห่งชาติปี 2566 สำหรับใช้กับยานยนต์ไฟฟ้า โดยใช้รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ร่วมกับคาร์บอนจากวัสดุการเกษตรธรรมชาติ เช่น ถ่านเปลือกทุเรียน ถ่านกัญชง ถ่านหินลิกไนต์ และคาร์บอนทั่วไป มาประดิษฐ์ขั้วไฟฟ้า


นอกจากนี้ ทีมวิจัย KMITL ยังได้พัฒนาวัสดุใหม่ คือ วัสดุคอมโพสิตยางพาราผสมนาโนกราฟีนออกไซด์ เพื่อป้องกันการคายประจุจากไฟฟ้าสถิต ทั้งเป็นตัวดูดซับสารอิเล็กโทรไลต์ให้มีสภาพเปียกได้สูง มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง ช่วยให้การเคลื่อนที่ของไอออนไหลผ่านได้ดีขึ้นจากรูพรุนที่เหมาะสม ส่งผลให้ยางพารามีประสิทธิภาพในการเป็นตัวแยกขั้วไฟฟ้าที่ดี ไม่มีความร้อนสะสมภายใน ทนต่อความร้อนและปฏิกิริยาเคมีจากกราฟีนออกไซด์


ปัจจุบัน KMITL เป็นแห่งเดียวในไทยที่สามารถผลิตวัสดุกราฟีนได้เอง จากโรงงานต้นแบบผลิตกราฟีนซึ่งตั้งอยู่ที่คณะวิทยาศาสตร์ มีกำลังการผลิตกราฟีนที่ 15 กิโลกรัมต่อเดือน (คิดเป็นมูลค่าผลผลิตกราฟีนที่ 60 – 100 ล้านบาทต่อเดือน) ทดแทนการนำเข้าซึ่งมีราคากิโลกรัมละกว่า 10 ล้านบาท ซึ่งผลผลิตกราฟีนมีราคาต้นทุนการผลิตถูกกว่าการนำเข้าจากต่างประเทศ ในอนาคตจะเป็นการพัฒนาเเบตเตอรี่กราฟีน เพื่อให้สามารถใช้ได้กับยานยนต์ไฟฟ้า EV มอเตอร์ไซค์ไฟฟ้า สามล้อไฟฟ้า เพื่อรองรับอุตสาหกรรมใหม่ก้าวเป็น EV Hub และสังคมที่ยั่งยืน


🚩 กราฟีน (Graphene) คืออะไร?

กราฟีนจัดเป็นวัสดุนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดีที่สุดในโลก ประกอบด้วยชั้นอะตอมของคาร์บอนที่เรียงตัวต่อกันเป็นโครงสร้างหกเหลี่ยมคล้ายรังผึ้ง มีลักษณะเป็นแผ่นที่มีโครงสร้าง 2 มิติ มีความหนาเท่ากับขนาดของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียว หรือประมาณ 0.34 นาโนเมตร จึงทำให้มีคุณสมบัติพิเศษที่แข็งแกร่งกว่าเพชรและเหล็กกล้าถึง 200 เท่า นำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง น้ำหนักเบาแต่พื้นผิวมาก กราฟีน 1 กรัม จะมีพื้นผิวเท่ากับ 10 สนามเทนนิส อีกทั้งยังใสโปร่งแสง และมีความยืดหยุ่นสูง เหมาะกับการนำไปใช้ผสมในพอลิเมอร์ต่างๆ เพื่อใช้ในการนำไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี


กราฟีนถูกคันพบเมื่อปี พ.ศ. 2547 โดยสองนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย ศ.ดร.อังเดร ไกม์ (Andre Geim) และ ศ.ดร.คอนสแตนติน โนโวเซลอฟ (Konstantin Novoselov) จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สหราชอาณาจักร และได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี พ.ศ. 2553


🚩 แบตเตอรี่กราฟีน มีส่วนประกอบหลัก ดังนี้


✅️ ขั้วไฟฟ้าแอโนดหรือขั้วลบ ทำจากวัสดุคอมโพสิตกราไฟต์นาโนและรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์


✅️ ขั้วไฟฟ้าแคโทดหรือขั้วบวก ทำจากวัสดุคอมโพสิตนิกเกิลโคบอลต์ออกไซด์ (NiCo2O4) และรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์


✅️ ตัวแยกขั้วไฟฟ้าจะใช้วัสดุยางพาราคอมโพสิตกับกราฟีนออกไซด์ป้องกันการคายประจุจากไฟฟ้าสถิตในเซลล์ไฮบริดคาปาซิเตอร์แบบกึ่งของแข็ง ที่สำคัญยังทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับสารอิเล็กโทรไลต์ มีรูพรุนที่เหมาะสมทำให้ไอออนไหลผ่านได้ง่าย


✅ สารอิเล็กโทรไลต์️ที่มีส่วนประกอบของ รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ควอนตัมดอทที่มีขนาดเล็กมากและมีพื้นที่ผิวสัมผัสสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนไอออนบวกและลบเพื่อไปทำปฏิกิริยากับขั้วแคโทดและแอโนด


🚩 จุดเด่นของ “แบตเตอรี่กราฟีน”


✅️ ตัวแยกขั้วไฟฟ้าจากวัสดุยางพาราคอมโพสิตกราฟีนออกไซด์มีความบางแต่แข็งแรงและยืดหยุ่นได้ ที่สำคัญมีความเป็นฉนวนสูง ทนต่อความร้อนและปฏิกิริยาเคมีได้ดี ไม่มีความร้อนสะสมภายใน น้ำหนักสุทธิเบา ส่งผลให้มีค่าความหนาแน่นพลังงานและกำลังสูง มีความเสถียร ไม่มีความร้อนสะสม มีประสิทธิภาพการทำงานที่ดี และไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม


✅️ เซลล์ต้นแบบไฮบริดคาปาซิเตอร์แบบกึ่งของแข็งรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ควอนตัมดอทอิเล็กโทรไลต์ และแผ่นกั้นขั้วยางพาราไทยผสมนาโนกราฟีนออกไซด์ 1 กระบอก มีประสิทธิภาพขนาด 600 F/g และ 1.2 ถึง 1.6 โวลต์ โดยรอบการใช้งานที่กว่า 1,000 รอบ สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงมากกว่า 50 °C ที่ไม่มีการระเบิด หรือเกิดการลุกไหม้ ไม่เป็นอันตรายต่อการใช้งาน


✅️ แบตเตอรี่ต้นแบบมีราคาถูก มีประสิทธิการใช้งานที่อยู่ระหว่าง แบตเตอรี่ตะกั่วกรด และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ราคาถูกกว่าลิเธียมไอออนมาก สร้างมูลค่าเพิ่มจากการใช้วัสดุการเกษตรเหลือใช้ภายในประเทศ สนับสนุนแนวเศรษฐกิจ BCG (Bio-Circular-Green Economy) ลดปริมาณขยะสิ่งแวดล้อม ลดการนำเข้า ใช้วัสดุภายในประเทศ


🚩 ที่มาของข้อมูลและวิดีโอ:



---------------------------------------------------

ติดตามข้อมูลข่าวสารผ่านช่องทางต่างๆ ได้ที่


ดู 224 ครั้ง0 ความคิดเห็น

Kommentare


Post: Blog2_Post
bottom of page