นักวิจัยสเปนและทีมวิจัยสถาบันเทคโนโลยีแมตซาชูเสตต์ Massachusetts Institute of Technology (MIT) ประสบความสำเร็จในการพัฒนาขั้วไฟฟ้าของ “แบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์” แหล่งพลังงานทางเลือกใหม่ จากสารสกัด “ไคติน” ในเปลือกกุ้ง
ในปัจจุบันหลายประเทศทั่วโลกได้หันมาให้ความสำคัญกับพลังงานหมุนเวียน ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกมากขึ้น เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานขนาดใหญ่ที่แทบจะเรียกได้ว่า “ไม่มีวันหมด” แต่หากจะต้องพึ่งพาแต่แสงแดด สายลม และสายน้ำ ซึ่งคาดเดาไม่ได้ว่าจะมีความพร้อมให้เราใช้งานเมื่อไหร่ อีกหนึ่งทางเลือกที่ถูกนำมาใช้แก้ไขปัญหาความเอาแน่เอานอนไม่ได้ของธรรมชาติจึงมาในรูปแบบของ “แบตเตอรี่” เพื่อทำการกักเก็บพลังงานหมุนเวียนไว้ใช้ในยามฉุกเฉิน
Photo Credit: Rodolfo Clix/ pexels
จากงานวิจัยล่าสุด นำโดย Francisco Martin-Martinez นักวิจัยชาวสเปน พร้อมด้วยความร่วมมือจากนักวิจัยมหาวิทยาลัย Massachusetts Institute of Technology (MIT) พบว่า สารสกัด “ไคติน” จากเปลือกกุ้ง สามารถนำมาผลิตเป็น “แบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์” ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าเดิมได้ ซึ่งแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์ (Vanadium Redox Battery) หรือที่เรียกว่าแบตเตอรี่วานาเดียมโฟลว (Vanadium Flow Battery) จะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีอายุการใช้งานเพียงแค่ 1-2 ปี หลังจากนั้นจะเริ่มเสื่อมสภาพลงเรื่อย ๆ ขณะที่แบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้แบบไม่จำกัด อีกทั้งยังสามารถปล่อยพลังงานที่จัดเก็บไว้ได้ถึงร้อยเปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ยังบำรุงรักษาง่ายกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแต่ข้อเสียคือ มีราคาสูงจนน่าตกใจ
__
FACT: แบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์ เป็นแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1985 โดย Maria Skyllas-Kazacos ที่มหาวิทยาลัย New South Wales ประเทศออสเตรเลีย แบตเตอรี่ชนิดนี้นำเข้ามาใช้ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1993 โดยบริษัท ไทยผลิตภัณฑ์ยิบซั่ม จำกัด (มหาชน)
งานวิจัยชิ้นนี้ได้ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ ACS Sustainable Chemistry & Engineering ระบุว่า สารสกัดไคตินที่ได้จากเปลือกกุ้งสามารถนำมาผลิตเป็นขั้วไฟฟ้า ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงาน ต้นทุนต่ำ และมีความยั่งยืน เนื่องจากคนส่วนใหญ่มักเหลือเปลือกกุ้งทิ้งไว้ ทำให้กลายเป็นขยะเศษอาหาร (Food Waste) แต่เมื่อมีการนำกลับมาใช้ใหม่ โดยผ่านกระบวนการผลิตเป็นขั้วแบตเตอรี่ ขยะเหล่านี้จึงไม่เหลือทิ้งอยู่ในระบบ
“เราพัฒนาขั้วไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์ โดยใช้สารไคตินที่ได้จากเปลือกกุ้ง นอกจากจะมีส่วนประกอบของคาร์บอนแล้วยังประกอบด้วยไนโตรเจน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพของขั้วไฟฟ้าให้สูงขึ้น”
“ขั้วไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์จะมีความแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ แม้ว่าจะให้พลังงานได้ไม่เต็มที่ แต่สามารถจัดเก็บพลังงานได้อย่างไม่จำกัดโดยมีต้นทุนการผลิตต่ำ เหมาะสำหรับการกักเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ขาดความเสถียร เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม” Francisco Martin-Martinez กล่าว
Photo Credit: Hisary Halliwell/ pexels
การทำแบตเตอรี่จากเปลือกกุ้งนอกจากจะช่วยในการกักเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนอย่างยั่งยืนแล้ว ยังมีส่วนช่วยในการขจัดปัญหาขยะจากเศษอาหาร
“เห็นได้ชัดว่าขั้วไฟฟ้าคาร์บอนที่ได้จากเปลือกกุ้ง มีประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างน่าพอใจ แต่เป้าหมายของเราในการวิจัยงานชิ้นนี้คือ ผลิตขั้วไฟฟ้าโดยการสกัดสารไคตินจากปลือกกุ้ง ซึ่งเรียกได้ว่าเป็นขยะเศษอาหารที่เหลือทิ้งในระบบนำมาใช้ให้หมดไป เพื่อความยั่งยืนของโลก” Martin-Martinez กล่าวเสริม
ที่มา
- ศุภฤกษ์ อัครวิทยาพันธุ์. แบตเตอรี่เก็บพลังงานแห่งอนาคต. www2.mtec.or.th
- The idea of flow batteries . www.batteriesinternational.com
- WHY SHRIMPS ARE BEING TURNED INTO BATTERIES TO STORE RENEWABLE ENERGY.www.euronews.com
เรื่องโดย
ภาพโดย
