Aluminum Air Battery ทำ EVs วิ่งได้กว่า 1,000 ไมล์

Aluminum Air BatteriesCould Give EVs Over 1000 Miles of Range

“….อะลูมิเนียมแอร์แบตเตอรี่ Aluminum Air Battery ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเพราะพวกมันไม่ต้องชาร์จ พวกมันสร้างกำลังไฟฟ้าได้อย่างเงียบกริบ…”

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ผลิตกำลังไฟฟ้าจากปฏิกิริยาของออกซิเจนในอากาศกับอะลูมิเนียมด้วยสูตรทางเคมีไฟฟ้าที่ค่อนข้างง่าย คือ อลูมิเนียม + อากาศ = พลังงาน .. ปฏิกิริยาของออกซิเจนในอากาศ น้ำ และอะลูมิเนียม จะสร้างกระแสไฟฟ้า และนำไปสู่การคายประจุไฟฟ้าที่นำมาใช้งานได้อย่างยอดเยี่ยมด้วยความหนาแน่นพลังงานสูงสุดประเภทหนึ่งเทียบกับแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าทั้งหมดในตลาดระบบจัดเก็บพลังงานปัจจุบัน

อะลูมิเนียมแอร์แบตเตอรี่ Aluminum Air Battery ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเพราะพวกมันไม่ต้องชาร์จ พวกมันสร้างกำลังไฟฟ้าได้อย่างเงียบกริบ สารละลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ Aluminium Hydroxide: Al(OH)₃ ที่สร้างขึ้นในแบตเตอรี่ที่ใช้แล้ว สามารถส่งไปยังหน่วยรีไซเคิลเพื่อรับอะลูมิเนียมกลับคืนมา 100% .. เทคโนโลยีแบตเตอรี่รูปแบบอะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery Technology นี้ ปลอดภัยกว่าเพราะใช้เฉพาะอิเล็กโทรไลต์แบบน้ำที่ปราศจากสารพิษ ต่างจากเทคโนโลยีลิเธี่ยมไอออนที่ใช้อิเล็กโทรไลต์จากสารอินทรีย์ที่มีพิษ และไวไฟสูงกว่า ..

กำลังไฟฟ้าจากปฏิกิริยาของออกซิเจนในอากาศกับอะลูมิเนียมสำหรับแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ถือเป็นหนึ่งในรูปแบบระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ที่ความหนาแน่นพลังงานสูงที่สุดเทียบกับแบตเตอรี่อื่นทั้งหมด แต่ไม่ได้ใช้งานกันอย่างแพร่หลายนักเนื่องจากก่อนหน้านี้มีปัญหากับต้นทุนแอโนดที่สูง และการขจัดผลพลอยได้ในระบบอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte System สิ่งเหล่านี้ได้จำกัดการใช้งานไว้เฉพาะแอปพลิเคชันทางการทหารเท่านั้น .. อย่างไรก็ตาม ปัญหาก่อนหน้านี้ได้รับการแก้ไข รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery มีศักยภาพในการใช้งานมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนถึง 8 เท่าด้วยน้ำหนักรวมที่ต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ เป็น เซลล์ปฐมภูมิ Primary Cells กล่าวคือ ไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ Non-Rechargeable .. เมื่ออะลูมิเนียมแอโนด Aluminium Anode ถูกให้ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศ Atmospheric Oxygen ที่แคโทดซึ่งจุ่มอยู่ในอิเล็กโทรไลต์แบบน้ำ Water-Based Electrolyte จนหมดเพื่อสร้างไฮเดรทอะลูมิเนียมออกไซด์ Hydrated Aluminium Oxide แล้ว แบตเตอรี่จะไม่ผลิตไฟฟ้าอีกต่อไป .. อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่จะนำแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่ด้วยขั้นตอนของอะลูมิเนียมแอโนดใหม่ที่ทำจากอะลูมิเนียมออกไซด์ที่เติมน้ำรีไซเคิล ..

การรีไซเคิลดังกล่าวจะมีความสำคัญหากต้องนำแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศมาใช้กันอย่างแพร่หลาย .. มันไม่ได้ยาก แต่การเปลี่ยนพฤติกรรมผู้บริโภคที่คุ้นเคยกับการชาร์จประจุแบตเตอรี่ไปเป็นการสลับเปลี่ยนแบตเตอรี่ Battery Swapping ที่สถานี Swap Station ด้วยการใช้เวลาสั้น ๆ 90 วินาที อาจฟังดูแปลก .. การรีไซเคิลจะทำให้ได้ Aluminum กลับคืนมา 100% รวมทั้งการเติมน้ำ หรือสารละลายบางอย่างลงไปจะเป็นเสมือนการเติมน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ แทนที่จะมีขั้นตอนปฏิบัติเช่นแบตเตอรี่ชาร์จไฟฟ้าได้ทั่วไป ..

ทั้งนี้ แม้ว่าแบตเตอรี่ Aluminum Air Battery จะไม่สามารถชาร์จประจุไฟฟ้าได้ Non-Rechargeable .. โดยทั่วไปพวกมัน คือ แบตเตอรี่หลัก หรือที่เรียกว่า เซลล์ปฐมภูมิ Primary Cells แต่ความยากลำบากในการชาร์จไฟฟ้านี้ สามารถเอาชนะได้ด้วยกระบวนการชาร์จเชิงกล Mechanical Charging Process .. การอัดประจุเชิงกลของเซลล์อากาศอลูมิเนียมทำได้โดยการเปลี่ยนอิเลคโทรดอะลูมิเนียม ในกระบวนการนี้แบตเตอรี่สามารถเปลี่ยนเป็นสภาวะประจุไฟฟ้าเต็มจากสแต็คชุดเซลล์แบตเตอรี่ที่คายประจุได้ .. เนื่องจากความหนาแน่นพลังงานสูง ดังนั้น สิ่งอำนวยความสะดวกของการชาร์จเชิงกลแบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery อาจเป็นทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงปิโตรเลียมสำหรับรถยนต์ในอนาคต รวมทั้งแบตเตอรี่เหล่านี้มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำอย่างยิ่ง ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery เทคโนโลยีแห่งอนาคต Technology of the Future ..

ภาคการขนส่ง Transportation Sector คิดเป็น 24% ของการปล่อย CO₂ โดยตรงจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง Fuel Combustion .. ดังนั้น ภาคการขนส่งจึงถูกกำหนดให้มีบทบาทสำคัญในความพยายามในการขจัดคาร์บอน Decarbonisation ทั่วโลก และเกือบ 3 ใน 4 ส่วนของการปล่อยมลพิษเหล่านี้ มาจากยานพาหนะบนท้องถนน ในขณะที่ การปล่อยมลพิษจากการบิน และการขนส่งยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง .. มีเชื้อเพลิง และเทคโนโลยีทางเลือกจำนวนมากมายที่สะอาดกว่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์เผาไหม้ภายในด้วยน้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลรูปแบบดั้งเดิม รวมถึงยานพาหนะไบโอดีเซล Biodiesel, ก๊าซชีวภาพ Biogas, ไฟฟ้า Electric และยานยนต์ขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีไฮบริด  หรือไฮโดรเจน Hybrid or Hydrogen Powered Vehicles .. ทั้งนี้ ยังมีอีกเทคโนโลยีหนึ่งที่ไม่ค่อยได้รับการเผยแพร่มากนัก แต่เชื่อได้ว่า พวกมันมีศักยภาพสูง ได้แก่ เทคโนโลยีอะลูมิเนียมแอร์แบตเตอรี่ หรืออะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ..

ปัจจุบัน โลกกำลังเดิมพันรถยนต์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยลิเธี่ยมไอออน Lithium – Ion Powered Electric Vehicles เพื่อบรรลุเป้าหมายด้านสภาพอากาศ .. ในปี 2563 ซึ่งเป็นปีแห่งการระบาดใหญ่ รถยนต์ไฟฟ้า Battery Electric Vehicles: BEVs และปลั๊กอินไฮบริด Plug-In Hybrids เกือบ 1.4 ล้านคัน รวมเรียกว่า xEV ได้รับการจดทะเบียนในยุโรปมากกว่าปี 2562 ถึง 137% .. จากข้อมูลของ Carbon Brief ระบุว่า xEV สามารถลดปล่อยมลพิษได้น้อยกว่ารถยนต์ทั่วไปมากถึง 3 เท่าเทียบกับปี 2562 โดยจะแปรผันตามแหล่งพลังงานไฟฟ้าระหว่างการผลิต และการชาร์จ ..

แม้จะมีข้อดีที่พิสูจน์แล้วของ xEV แต่การเติมพลังงานให้กับยานยนต์จำนวนมหาศาลทั่วโลกด้วยแบตเตอรี่ก็ยังมีข้อแม้เกี่ยวกับการรับประกันอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ระหว่าง 5-8 ปี .. การรีไซเคิล Lithium Ion Batteries เป็นเรื่องยุ่งยาก ปัจจุบันอัตราการรีไซเคิล Recycling Rate น้อยกว่า 5% .. แหล่งพลังงานไฟฟ้าอาจไม่สะอาด Electricity Source May Not Be Clean และการชาร์จ xEVs ใช้เวลานาน และอาจทำให้ระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าตึงเครียด .. สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด แร่ธาตุหายาก Rare Earth Minerals ที่จำเป็นสำหรับ xEVs มีปริมาณสำรองในธรรมชาติจำกัด ราคาแพง และก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อห่วงโซ่อุปทาน Supply Chain Risks รวมทั้งขยะอิเล็กทรอนิกส์ และแบตเตอรี่ Lithium Ion อาจสร้างปัญหาสิ่งแวดล้อมให้เกิดขึ้นในระยะยาวได้ ..

รายงานที่ตีพิมพ์โดยคณะกรรมาธิการยุโรปในปี 2563 เกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของรถยนต์ทั่วไป และรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือก สรุปว่า xEV มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญในรถยนต์ทุกประเภท .. อย่างไรก็ตาม ผลกระทบนั้นขึ้นอยู่กับสถานการณ์ในระดับภูมิภาค และการปฏิบัติงานเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากส่วนผสมของพลังงานในแต่ละประเทศนั้นแตกต่างกันไป .. นอกจากนี้ การใช้ทองแดง และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ Use of Copper & Electronic Components ใน xEV ยังคงเป็นความท้าทายต่อสิ่งแวดล้อม .. ในทางตรงกันข้าม เทคโนโลยีแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศของ Al-Air Battery Technology ได้รับการประกันว่า พวกมันสามารถจัดการกับปัญหาสิ่งแวดล้อมได้อย่างยั่งยืน การรีไซเคิลคืน 100% ไม่ใช่งานยาก ปริมาณแร่ธาตุสำรองในธรรมชาติที่มีมากมายราคาถูก และการจัดหาในแง่มุมของการขนส่งคาร์บอนต่ำกระทำได้ง่ายกว่ามากเพื่อให้บรรลุเป้าหมายลดการปล่อย CO₂ ในภาคการขนส่งให้เป็นไปตามแผนงานในภาพรวมได้สำเร็จในที่สุด ..

เกือบ 20 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า การผนวกรวมแบตเตอรี่ Al-Air Battery เข้ากับ xEV จะทำให้พวกมันกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลในอนาคตในแง่ของระยะการเดินทาง กำลังขับ ราคา ต้นทุนเชื้อเพลิง และต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน .. เทรเวอร์ แจ็คสัน Trevor Jackson อดีตวิศวกรโรลส์รอยซ์ และเจ้าหน้าที่ในราชนาวีอังกฤษ ผู้ก่อตั้ง Mételectrique บริษัทพัฒนาแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery กล่าวว่า “พฤติกรรมของแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ และประสิทธิภาพด้านต้นทุน ทำให้พวกมันกลายเป็นทางเลือกราคาถูกเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิล” .. ในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่ Al-Air Battery มีระยะการเดินทางใกล้เคียงกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 1,600 Km / Tank แต่ทำไมเทคโนโลยีนี้จึงเดินหน้าไปอย่างช้ามาก และไม่ค่อยจะได้รับความสนใจจากสาธารณชน ..

อุปสรรคที่ขวางทางการค้านั้นมีมาช้านานแล้ว ในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์ ยังไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพ และลดต้นทุนที่สูงสำหรับแคโทด แอโนด อิเล็กโทรไลต์ และส่วนประกอบแบตเตอรี่อื่น ๆ ทำให้เทคโนโลยีนี้ดูเหมือนจะไม่เหมาะสำหรับการปรับขนาด และการทำธุรกิจเชิงพาณิชย์ เนื่องจากปัญหาทางเทคนิคบางประเด็น เช่น การกัดกร่อนของแอโนด หรือการอุดตันของรูพรุน เป็นต้น ..

อย่างไรก็ตาม แจ็คสัน Jackson เชื่อว่า ทีมงานของพวกเขาสามารถจัดการกับปัญหาเหล่านั้นได้ด้วยการพัฒนาระบบอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte System ซึ่งดูเหมือนจะแก้ไขปัญหาหลักสำเร็จได้จริง ‘แบตเตอรี่ได้รับประสิทธิภาพสูงสุดด้วยความหนาแน่นของพลังงานอยู่ที่ 1,350 KWh/Kg ซึ่งมากกว่าพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนประมาณ 9 เท่า’ ..

ตามที่แจ็คสัน Jackson กล่าวไว้ว่า คำอธิบายที่ดีที่สุดสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery Technology นี้คือ ‘เครื่องยนต์ไฟฟ้า’ ไม่ใช่แบตเตอรี่ หรือเครื่องยนต์ แต่เป็นระบบไฟฟ้าที่เทียบเท่าเครื่องยนต์ใน ‘เครื่องยนต์’ นี้ ‘เชื้อเพลิง’ คือ โลหะอะลูมิเนียม: แอโนด Anode ซึ่งทำปฏิกิริยากับออกซิเจน: แคโทด Cathode รอบตัวเพื่อสร้างพลังงาน .. เนื่องจากแคโทดเป็นเพียงออกซิเจนจากอากาศโดยรอบ จึงไม่จำเป็นต้องแบกน้ำหนักของโลหะอื่นเหมือนแบตเตอรี่ทั่วไป ซึ่งจะทำให้เบากว่ามาก “พวกมันเป็นระบบที่ปลอดภัย และอาจดูน่าเบื่อมาก มันส่งพลังงานอย่างเงียบ ๆ และต่อเนื่องจนกว่าเชื้อเพลิงจะหมด ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่แบบชาร์จล่วงหน้าที่ต้องรับมือกับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า นี่คือเหตุผลว่า ทำไมมันถึงเป็นเหมือนเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงมากกว่าจะเป็นเหมือนแบตเตอรี่ .. พวกเขาได้ทำการทดสอบมาแล้วกว่า 1,500 ไมล์ หรือมากกว่า 2,414 Km ด้วยกำลังขับคงที่ตลอดเวลา และมีค่าใช้จ่ายอยู่ระหว่างเพียง 29-35 ยูโรต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง KWh สำหรับผู้ผลิต และ 0.15 Cents ต่อกิโลเมตรสำหรับการขับขี่” Jackson กล่าวยืนยัน ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery กับการยืดระยะทาง Expanding the Range ของ xEVs ..

Jackson เชื่อว่า แบตเตอรี่ Al-Air เป็นส่วนเสริมที่เหมาะสมมากสำหรับ xEV “ในความคิดของฉัน ผู้คนไม่ต้องการรอให้รถยนต์ไฟฟ้าชาร์จกำลังไฟฟ้าด้วยระยะเวลานาน เมื่อต้องเดินทางไกลไปที่ไหนสักแห่ง ในขณะที่ Aluminum Air Battery นั้น เรามีระบบสลับเปลี่ยนแบตเตอรี่ Battery Swapping 90 วินาที .. ความคล่องตัวสำหรับเราเป็นเสรีภาพที่สำคัญมาก นั่นคือปรัชญาของเรา” เขายืนยัน ..

โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักที่ต้องเผชิญสำหรับการเปลี่ยนยานพาหนะที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในไปเป็นรถยนต์ไฟฟ้า xEV .. การศึกษาของฮาร์วาร์ดปี 2561 ชี้ให้เห็นความจำเป็นต้องมีโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่เข้าถึงได้ง่าย ใช้งานสะดวก และราคาไม่แพงนัก ทั้งอยู่ที่บ้าน ศูนย์การค้า และสถานีชาร์จตามแนวถนนเพื่อให้แน่ใจว่า xEV จะประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ ในขณะที่การสลับแบตเตอรี่ Battery Swapping สามารถลดเวลารอสำหรับผู้ขับขี่ xEV ได้อย่างมาก แต่เทคโนโลยีนี้ก็ยากที่จะนำไปประยุกต์ใช้ ..

ประการหนึ่ง แบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Battery มีน้ำหนักมาก และต้องติดตั้งให้พอดี ในทางกลับกัน ระบบเปลี่ยนแบตเตอรี่ต้องการเครือข่ายสถานีที่มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอซึ่งสามารถเข้าถึงแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ .. ผลการศึกษาหลายชิ้นคาดการณ์ว่า การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธี่ยมของ xEV โดยไม่มีการควบคุมที่ดี อาจสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าในพื้นที่ Local Power Grid ซึ่งอาจนำไปสู่การโอเวอร์โหลด Overload ..

อย่างไรก็ตาม สำหรับแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ข้อกำหนดด้านโครงสร้างพื้นฐานมีน้อยกว่ามาก “ในแง่ของโครงสร้างพื้นฐาน เชื่อมั่นได้ว่าไม่ได้รับผลกระทบมาก” .. “ไม่จำเป็นต้องมีเครื่องสับเปลี่ยนแบบอัตโนมัติ Automated Swap Machine ขนาดใหญ่ หรือต้องพึ่งแหล่งพลังงานกำลังไฟฟ้าสูงใด ๆ แต่การสลับเปลี่ยนแบตเตอรี่ สามารถใช้อุปกรณ์ปกติรูปแบบธรรมดาในโรงรถของแต่ละครัวเรือนซึ่งมีกำลังไฟฟ้าเพียงพอสำหรับการสลับเปลี่ยนเครื่อง Enough Power to Run a Swap Machine .. ระบบปัจจุบันของพวกเขาได้รับการออกแบบสำหรับการสลับแบตเตอรี่ โดยใช้โมดูลสำเร็จรูปที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 5 Kg พร้อมที่จับสำหรับพกพา สำหรับระบบนี้ โครงสร้างพื้นฐานเป็นเพียงระบบโลจิสติกส์สำหรับคลังสินค้า และการขนส่งทั่วไปเท่านั้น” แจ็คสันกล่าว ..

ในอนาคต ด้วยการจัดหา Al – Air Adapter ลูกค้า และเจ้าของรถ สามารถเปลี่ยน xEV ของพวกเขาให้เป็นไฮบริดอากาศลิเธี่ยมอะลูมิเนียม Hybrid Lithium Aluminum Air .. “เรามี EV อายุ 4 ปีในห้องทดลองของเราซึ่งการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธี่ยมเก่าให้เต็มครั้งเดียวจะเหลือความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าขับเคลื่อนตัวรถไปได้ระยะทางเพียง 50 ไมล์เท่านั้น ส่วนอื่น ๆ ของรถนั้นยังสมบูรณ์แบบ ทุกอย่างทำงานได้ดีมาก ทั้งนี้ ระยะทาง 50 ไมล์ ทำให้เปลืองเปล่าโดยใช่เหตุ แต่ด้วย Al – Air Adapter จากการผนวกรวม Aluminum Air Battery ไว้พร้อมด้วย เราสามารถทำให้รถขับเคลื่อนไปด้วยระยะทางเพิ่มขึ้นได้อีกถึง 300 ไมล์ ซึ่งไม่เพียงแต่จะทำให้ตลาดยานยนต์มือสองดูน่าดึงดูดใจยิ่งขึ้น แต่ยังช่วยเร่งยอดขาย EVs ใหม่ด้วยได้อย่างยอดเยี่ยมไม่มีข้อสงสัย” แจ็คสัน Jackson ชี้ว่า แนวโน้มเทคโนโลยีนี้ ไม่เพียงจะขยายขอบเขตช่วงระยะทางได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมด้วย เนื่องเพราะ Adapter ของแบตเตอรี่ Al – Air จะช่วยลดจำนวนรอบการชาร์จ Reduces the Number of Charging Cycles ได้อย่างมากอีกด้วยเช่นกัน ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ Low Environmental Impact และเหมาะสมในการใช้งานกับยานยนต์ไฟฟ้า xEV ..

ในขณะที่การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion Batteries ยังไม่ได้รับการพัฒนาเท่าที่ควรจะเป็นสำหรับเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้า xEV ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม .. แต่การรีไซเคิล Recycling แบตเตอรี่ Al – Air Batteries อาจทำได้ง่ายกว่ามาก .. โครงสร้างพื้นฐานการรีไซเคิลอะลูมิเนียม Aluminium Recycling Infrastructure เป็นสิ่งที่มีอยู่แล้ว .. นอกเหนือจากการใช้อะลูมิเนียมเป็นแหล่งพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแล้ว ยังมีการใช้งานที่น่าสนใจอื่น ๆ อีก เช่น การรีไซเคิลเศษโลหะสามารถใช้เทคโนโลยีนี้ในการรีไซเคิลเศษโลหะจากอากาศยานที่เลิกใช้แล้ว หรือเก่าสิ้นสภาพ และสามารถสร้างพลังงานได้ในเวลาเดียวกัน ‘ธุรกิจรีไซเคิล และบริหารจัดการเศษเหล็กนั้น มีศักยภาพมหาศาล และถือเป็นเรื่องใหญ่ที่จะต้องมีการวางแผนงานในอนาคตต่อไป’ แจ็คสันกล่าว .. การใช้งานที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งอาจเป็นการรีไซเคิลปลอกแมกนีเซียม และอะลูมิเนียมบนแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีกัมมันตภาพรังสีสูง Highly Radioactive และใช้งานไม่ได้แล้วในแกนปฏิกรณ์ แต่ก็ยังสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานสีเขียวสำหรับการใช้งานอื่น ๆ ใน Nuclear Site ได้อีกด้วย ..

ตามแผนงาน Net Zero ของ International Energy Agency: IEA ภายในปี 2593 การลดการปล่อย CO₂ ครึ่งหนึ่งในปี 2593 จะมาจากเทคโนโลยีที่อยู่ในขั้นต้นแบบ หรือขั้นตอนการสาธิตในปัจจุบัน ซึ่งหมายความว่า เทคโนโลยีที่มีแนวโน้ม เช่น แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery จำเป็นต้องดำเนินธุรกิจเชิงพาณิชย์ในวงกว้างให้สำเร็จก่อน แต่จนถึงขณะนี้ บริษัทแบตเตอรี่ของ Al-Air นั้น ไม่ง่ายเลยที่จะเปิดตัว แม้ว่าปัญหาทางเทคโนโลยีได้รับการแก้ไขแล้ว และมีตัวอย่างการใช้งานที่เหมาะสมแสดงให้เห็นได้ชัดเจนอย่างมากมาย .. โดยทั่วไป พลังงานทางเลือก Alternative Energies ไม่ได้รวมอยู่ในคำจำกัดความของ ‘แบตเตอรี่ Battery’ ..

ดังนั้น บริษัทที่ดำเนินธุรกิจในตลาด Aluminum Air Battery จะต้องดิ้นรนเพื่อให้ได้มาซึ่งเงินทุนด้วยตัวเอง ตัวอย่างเช่น ใน ‘กลยุทธ์การเดินทางที่ยั่งยืน และชาญฉลาด’ .. คณะกรรมาธิการยุโรป ปี 2563 ได้กรอบนโยบายอุดหนุนการเพิ่มจุดชาร์จสำหรับ xEV เช่นเดียวกับ การเพิ่มเติมโครงสร้างพื้นฐานที่เป็นสถานีส่งกำลังสำหรับไฮโดรเจน ให้เป็นเป้าหมายหลักในโครงการ ซึ่งรวมถึง ‘การชาร์จประจุ และเติมเชื้อเพลิง Recharge and Refuel’ .. แต่ปัจจุบันยังไม่มีเป้าหมายใดในโครงการสำหรับการเติมเชื้อเพลิงให้แก่ตัวแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถใช้ และรองรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ Al-Air .. แนวโน้มที่คล้ายคลึงกันนั้นชัดเจนในประเทศจีน โดยที่ xEV และรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนถูกกำหนดให้เป็นยานพาหนะพลังงานใหม่ New Energy Vehicles: NEV และได้รับการสนับสนุนอย่างจริงจังจากภาครัฐ แต่เทคโนโลยีกรีนฟิลด์ทางเลือก Alternative Greenfield Technologies รูปแบบอื่น ๆ ยังไม่ได้รับการสนับสนุนมากนัก และต่างพยายามดิ้นรนเพื่อให้ได้มาซึ่งการสนับสนุนเชิงนโยบายจากภาครัฐลักษณะเดียวกันนี้ด้วยเช่นกัน ..

ดังนั้น จึงเป็นเรื่องสำคัญยิ่ง หากไม่มีนโยบายเฉพาะสำหรับแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery จากภาครัฐ ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าจะเลือกใช้แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนที่มั่นคงด้านการลงทุนทางธุรกิจที่ดีกว่า ซึ่งจะกำหนดทิศทางของตลาดยานยนต์ไฟฟ้าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า .. ทั้งนี้ หากเป็นเช่นนั้น อาจส่งผลกระทบให้เสียโอกาสการขยายธุรกิจในระบบจัดเก็บพลังงานที่น่าสนใจเพื่อให้แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า Lower Environmental Impact ได้เข้ามาแสดงบทบาทเสริมในระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติร่วมไปพร้อมด้วย ..

แบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้าระยะทนยาว ให้ระยะทางไกล Long Range น้ำหนักเบา Lightweight ประหยัดต้นทุน Cost Efficient รีไซเคิลได้ง่าย Recyclable และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ Low Environmental Impact ถือได้ว่าเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของตลาด EVs .. ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Battery เป็นจุดสนใจหลักของการลงทุนมูลค่าหลายพันล้านเหรียญสหรัฐฯ โดย OEM และซัพพลายเออร์ระดับต่าง ๆ แต่ก็มีคู่แข่งรายอื่นที่สามารถนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทางเลือก Alternative Technology ที่น่าสนใจ และหนึ่งในนั้นคือ ‘เทคโนโลยีแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery’ ..

เทรเวอร์ แจ็คสัน วิศวกร และอดีตเจ้าหน้าที่ในราชนาวีอังกฤษ เริ่มทดลองกับแบตเตอรี่ Al-Air ในปี 2544 ที่โรงงานเล็ก ๆ ของเขาในคอลลิงตัน คอร์นวอลล์ แม้ว่าแบตเตอรี่ Al-Air จะถูกประดิษฐ์ขึ้นในยุคปี ค.ศ.1960s แต่ก็ถือว่ายังไม่เหมาะในช่วงเวลานั้นสำหรับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากปัญหาของอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ที่มีการกัดกร่อน และเป็นพิษอย่างอันตราย รวมทั้งยังไม่ได้รับการแก้ไขเช่นในปัจจุบัน ..

การทดลองของแจ็คสัน Trevor Jackson นำไปสู่การพัฒนาอิเล็กโทรไลต์ที่ปลอดภัยรูปแบบใหม่ ซึ่งเขาได้ทดลองต่อหน้าผู้สังเกตการณ์ในภาคอุตสาหกรรมที่น่าตื่นเต้น เพื่อที่จะพิสูจน์คุณสมบัติที่ไม่เป็นพิษ .. เขาอ้างว่า Aluminum Air Battery สามารถให้ EVs ขับเคลื่อนไปได้ในระยะ 1,500 ไมล์ หรือ 2,400 กิโลเมตร ได้ .. ในบริบทนี้ Tesla Model S มีระยะทางโดยประมาณจากการชาร์จครั้งเดียวที่ 370 ไมล์ ตามที่ Jackson กล่าว การเปลี่ยนแบตเตอรี่ลิเธี่ยมมาตรฐานของ Tesla ด้วยอุปกรณ์ Aluminum Air Battery ที่มีน้ำหนักเท่ากัน จะทำให้ได้ระยะทาง 2,700 ไมล์ และนี่ยังไม่นับรวมการใช้งานพวกมันแบบผสมผสาน Hybrid ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ที่ใช้หมดแล้ว จะถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่รีไซเคิลซึ่งสามารถซื้อขายได้ที่ซูเปอร์มาร์เก็ต และร้านสะดวกซื้อ Supermarkets & Convenience Stores .. การเปลี่ยนแบตเตอรี่เปล่าเป็นแบตเตอรี่ใหม่ที่ชาร์จเต็มแล้ว จะใช้เวลาประมาณ 90 วินาที และจะจบงานที่เครื่องเติมเชื้อเพลิงที่ให้บริการ ณ ‘สถานี Swap Stations’ หลายแห่งได้ ..

การถอดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าออกอาจดูสิ้นเปลืองเมื่อแบตเตอรี่หมดระยะใช้งาน จะเกิดอะไรขึ้นกับแบตเตอรี่ทั้งหมดที่ถอดออกแทนที่จะชาร์จประจุใหม่ .. Trevor Jackson ได้พิจารณาอย่างรอบคอบในแง่มุมนี้ และพัฒนาสิ่งที่ดูเหมือนเป็นแบบจำลองที่เป็นไปได้สำหรับการขนส่งแบบย้อนกลับ อันที่จริง ส่วนประกอบหลักที่ใช้ไปสำหรับการใช้งาน แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery คือ น้ำ กับ “เชื้อเพลิง Fuel” ซึ่งในระบบรูปแบบนี้ มันคือ แผ่นอะลูมิเนียมซึ่งสามารถนำไปรีไซเคิลได้ ..

Jackson อธิบายว่า “กระบวนการจะเป็นไปโดยอัตโนมัติ และของเสียไฮดรอกไซด์จะถูกกู้คืน และกลับสู่โครงสร้างพื้นฐานอลูมิเนียมที่มีอยู่แล้ว ซึ่งจะถูกนำไปแปรรูปเป็นโลหะอลูมิเนียมโดยใช้กระบวนการ CO₂ ต่ำที่พัฒนาโดยบริษัท Rusal” ..

แม้ว่าแบตเตอรี่ Lithium Ion แบบชาร์จซ้ำได้ จะมีราคาหลายหมื่นปอนด์ในการเปลี่ยน แจ็คสันกล่าวว่า ‘การเติมเชื้อเพลิง Refueling ของแบตเตอรี่ Al-Air’ โดยการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่หมดแล้วไปเป็นแบตเตอรี่รีไซเคิล เมื่อสิ้นสุดช่วงระยะทาง 1,500 ไมล์นั้น มีราคาถูกกว่าอย่างมากเมื่อคำนึงถึง วัสดุ การขนส่ง แรงงาน และปัจจัยอื่น ๆ .. ทั้งนี้ Jackson ยังกล่าวย้ำว่า “คุณจ่ายเฉพาะไมล์ที่คุณขับขี่ และจ่ายเพียง 7 Pence per Mile เท่านั้น” ..

บริษัท Phinergy เป็นตัวอย่างรายแรกของโลกที่ผลิตแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ที่เหมาะสำหรับใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์ .. แบตเตอรี่ 100 Kg ของ Al-Air Battery มีพลังงานเพียงพอสำหรับการเดินทาง 3,000 Km ในขนาดกะทัดรัด .. สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลนั้น Phinergy ได้สาธิตเทคโนโลยีด้วย Citroen C1 และแบตเตอรี่รุ่นที่เรียบง่าย 50 แผ่นน้ำหนักแผ่นละ 500 กรัม ในแต่ละกล่องบรรจุด้วยน้ำ รถจะขับขี่ไป 1800 Km ต่อการกระทำที่คล้ายการชาร์จหนึ่งครั้ง หมายถึงการหยุดเพียงเพื่อเติมน้ำประปา ซึ่งมันคือ อิเล็กโทรไลต์สิ้นเปลืองนั่นเอง ..

อะลูมิเนียม จะไม่มาแทนที่แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน พวกมันไม่ได้ถูกชาร์จประจุไฟฟ้าจากเต้ารับบนผนัง แต่ช่วยเสริมผนวกเข้ากับแบตเตอรี่ลิเธี่ยมทั่วไปได้อย่างลงตัว อย่างไรก็ตาม 95% ของการเดินทางของรถในระยะทางสั้น ๆ ซึ่งมีแบตเตอรี่มาตรฐานเพียงพอ แบตเตอรี่เสริมสำรองจะถูกใช้ในกรณีที่แบตเตอรี่หมด หรือหากคุณต้องการเดินทางไกล ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery สร้างกระแสผ่านปฏิกิริยาเคมีของโลหะกับออกซิเจนจากอากาศแวดล้อม แผ่นอลูมิเนียมเป็นขั้วบวก ทั้งสองด้าน เซลล์ถูกปกคลุมด้วยวัสดุที่มีรูพรุนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาสีเงินที่กรอง CO₂ องค์ประกอบที่เป็นโลหะจะค่อย ๆ ลดลงเป็น Al(OH)₃  ..

สูตรเคมีสำหรับปฏิกิริยามีลักษณะดังนี้ :-

4Al + 3O₂ + 6H₂O = 4 Al (OH)₃ + 2.71 V

นี่ไม่ใช่สิ่งแปลกใหม่ที่น่าตื่นเต้น แต่เป็นเทคโนโลยีที่รู้จักกันดี มีการใช้งานกิจการทหาร และกองทัพมาเป็นเวลานานแล้วเนื่องจากองค์ประกอบดังกล่าวให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงมาก แต่ในอดีต วิศวกรไม่เคยสามารถแก้ปัญหาการกรอง CO₂ และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกี่ยวข้องได้ .. ทั้งนี้ บริษัท Phinergy ประเทศอิสราเอล อ้างว่าได้แก้ปัญหานี้แล้ว และตั้งแต่ปี 2560 เป็นต้นมา พวกเขาสามารถผลิตแบตเตอรี่อะลูมิเนียมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าได้ และไม่ใช่เพียงสำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้เท่านั้น ..

โดยทั่วไป แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนที่ใช้งานบนรถยนต์ไฟฟ้า รุ่นเทสลา S ซึ่งปกติมีแบตเตอรี่ลิเธี่ยมน้ำหนักประมาณ 1,000 Kg และให้ระยะทาง 500 Km หรือในสภาพความเป็นจริงอาจขับเคลื่อนได้เพียง 180-480 Km .. ตัวอย่างแนวคิดอันหนึ่งเช่น หากลดขนาดและน้ำหนักของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมลงเหลือ 900 Kg และเพิ่มแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศน้ำหนัก 100 Kg ผนวกเข้าไป .. มวลของรถจะไม่เปลี่ยนแปลง ช่วงระยะทางจากแบตเตอรี่ลิเธี่ยมจะลดลง 10-20% แต่ระยะทางสูงสุดโดยไม่ต้องชาร์จจากแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery จะเพิ่มขึ้นถึง 3,180-3,480 Km ทำให้เจ้าของสามารถขับขี่เดินทางจากมอสโกไปปารีส ได้อย่างสบาย ๆ เป็นต้น

คาดการณ์ตลาดแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศทั่วโลก Global Aluminum Air Battery Market ..

ขนาดธุรกิจ และรายได้จากตลาดแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศทั่วโลก Global Aluminum Air Battery Market อยู่ที่ 7,050 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2563 และได้รับการคาดหมายว่าจะสูงถึง 8,667 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2568 ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate: CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศทั่วโลก Global Aluminum Air Battery Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 3.5% ในช่วงที่คาดการณ์ ปี 2564-2568 .. แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ผลิตกำลังไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของออกซิเจนในอากาศกับอะลูมิเนียม มีความหนาแน่นพลังงาน Energy Density สูงที่สุดรูปแบบหนึ่งเทียบกับแบตเตอรี่ทั้งหมด ..

การเติบโตของตลาดเฉพาะแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ถือว่ายังต่ำ เมื่อเทียบกับตลาดภาพรวมของแบตเตอรี่โลหะอากาศ Metal Air Battery ทั่วไปที่สูงกว่ามาก อยู่ที่ค่า CAGR 16.0% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2563-2570 .. ในค่ายการวิเคราะห์ของ Market Watch คาดการณ์อัตราเติบโตต่อปีในปีหน้าของตลาด Aluminum Air Battery Market ทั่วโลกติดลบ 0.1% อีกต่างหาก .. อย่างไรก็ตาม การแข่งขันแย่งชิงตลาดระบบจัดเก็บพลังงานบนยานยนต์ไฟฟ้าระหว่างแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery กับแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Battery กำลังค่อย ๆ เพิ่มสูงขึ้นตั้งแต่ ปี 2564 เป็นต้นมา .. ทั้งนี้ ผู้เล่นหลักที่ดำเนินธุรกิจในตลาดแบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery ได้แก่ บริษัท Fuji-Pigment, Alcoa, Geely, JOINWORLD, ANYUAN, Super New Power, ACTXE, Renault-Nissan, Zhongke Metal, Mingtai, Phinergy และบริษัท China Dynamics ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery รวมทั้งแบตเตอรี่โลหะอากาศ Metal-Air Battery รูปแบบต่าง ๆ เช่น แบตเตอรี่สังกะสีอากาศ Zinc-Air Battery และแบตเตอรี่เหล็กอากาศ Iron Air Battery เป็นต้นนั้น คือ แหล่งพลังงานที่มีน้ำหนักเบา กะทัดรัด ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานสูง มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนทั่วไปอยู่ 8-9 เท่า จึงกำลังเป็นที่นิยมใช้งานที่หลากหลายในภาคการขนส่ง รถยนต์ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าพกพา ..

การประยุกต์ใช้งานจากนี้ไป คาดหมายว่า กลุ่มยานยนต์ไฟฟ้าจะมีส่วนแบ่งการตลาดที่สำคัญเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาที่คาดการณ์ ปี 2564-2568 อันเนื่องมาจากการรับรู้ทั่วโลกเกี่ยวกับการปกป้องสิ่งแวดล้อม .. ทั้งนี้ ตลาดพลังงานที่ยั่งยืนตามพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ ได้รับการคาดว่า ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกจะครองส่วนแบ่งการตลาดได้มากในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ เนื่องจากภาคการผลิตยานยนต์ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าพกพา มีการเติบโตอย่างมากในภูมิภาคนี้ ..

สรุปส่งท้าย ..

แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery เป็นรูปแบบหนึ่งของแบตเตอรี่โลหะอากาศ Metal Air Battery ซึ่งมีลักษณะการทำงานแตกต่างไปจากแบตเตอรี่ชาร์จไฟได้ทั่วไปแต่จะคล้ายคลึงกับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell ..

การศึกษาอะลูมิเนียมในฐานะ “เชื้อเพลิง” สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า พบว่า แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery สามารถสร้างกำลังไฟฟ้า และพลังงานเพียงพอสำหรับช่วงการขับขี่ และการเร่งความเร็วที่คล้ายคลึงกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเบนซิน .. ราคาของอะลูมิเนียมในฐานะแอโนด Anode อาจต่ำถึง 1.1 เหรียญสหรัฐฯ ต่อ Kg ตราบใดที่ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาถูกนำกลับมาใช้ใหม่ .. ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมระหว่างกระบวนการหมุนเวียนในรถยนต์ไฟฟ้า Aluminum Air Battery xEV อาจอยู่ที่ 15% ระยะปัจจุบัน หรือ 20% ที่คาดการณ์ไว้ ซึ่งเทียบได้กับรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน Internal Combustion Engine: ICE คือประมาณ 13% ..

ความหนาแน่นพลังงาน Energy Density ของแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศที่ออกแบบ คือ 1,300-2,000 Wh/kg .. ค่าใช้จ่ายของระบบแบตเตอรี่ คือ 29-30 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์ KW .. การวิเคราะห์วงจรชีวิต Aluminum Air Battery xEVs ดำเนินการ และเปรียบเทียบกับ EVs ที่ใช้แบตเตอรี่แบบกรดตะกั่ว และนิเกิลเมทัลไฮไดรด์ NiMH .. มีเพียงรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้ Aluminum Air Battery เท่านั้นที่สามารถคาดการณ์ได้ว่า มีช่วงการเดินทางที่เทียบได้กับรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน  Internal Combustion Engine : ICE จากการวิเคราะห์เหล่านี้ แบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศ Aluminum Air Battery กลายเป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มดีที่สุดเมื่อเทียบกับระบบขับเคลื่อนยานยนต์ด้วยเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน ICE ด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล ในแง่ของช่วงระยะการเดินทาง ราคาซื้อขาย ค่าเชื้อเพลิง ความปลอดภัย กำลังขับ และต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน ..

ปัจจุบัน วัสดุเซรามิก และคาร์บอน หรือ Graphene รวมอยู่กับโครงสร้างของแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศชั้นในด้วย ทำให้ผลของการกัดกร่อนของแอโนด Anode และการสะสมของสิ่งเจือปนผลพลอยได้ถูกระงับยับยั้ง ส่งผลให้ระยะเวลาการใช้งานของ Aluminum Air Battery ยาวนานขึ้นมาก ..

แบตเตอรี่อากาศอะลูมิเนียม Aluminum Air Battery ที่มีแรงดันใช้งาน 0.7-0.8 V ซึ่งให้กระแสไฟ 400-800 mA ต่อเซลล์ มีระดับพลังงานตามทฤษฎีต่อหน่วยปริมาตรที่ 8,100 W*h/kg นี่คือตัวบ่งชี้สูงสุดสำหรับ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ประเภทต่าง ๆ .. ระดับพลังงานตามทฤษฎีต่อหน่วยปริมาตรในแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนคือ 120-200 W*h/kg ซึ่งหมายความว่า ในทางทฤษฎีแล้ว ความจุของแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอากาศสามารถเกินตัวบ่งชี้ของลิเธี่ยมไอออนได้มากกว่า 40 เท่า .. พวกมันสุดยอดมาก ๆ ..

แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนแบบชาร์จไฟได้เชิงพาณิชย์ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันใน โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป และอื่น ๆ .. แต่ด้วยข้อเท็จจริงแล้ว ความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density ของ Lithium Ion Battery ถือว่ายังไม่เพียงพอสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า xEV Industry .. จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับแบตเตอรี่อากาศโลหะ Metal Air Battery ที่มีความจุพลังงานสูงกว่า .. นักวิจัย ศึกษาแบตเตอรี่อากาศโลหะจาก ลิเธี่ยม เหล็ก อะลูมิเนียม แมกนีเซียม และสังกะสี ได้พบว่า ในบรรดาโลหะทั้งหลายนี้ อะลูมิเนียม เหมาะอย่างยิ่งที่จะเป็นแอโนด Anode ที่ดีที่สุดเนื่องจากมีความจุจำเพาะสูง และศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานที่เหมาะสมที่สุดอีกด้วย .. นอกจากนี้ อะลูมิเนียมยังเป็นโลหะที่ราคาถูกที่สุด รีไซเคิลได้ง่ายสุด และมีปริมาณสำรองในธรรมชาติมากที่สุดในโลก .. พวกมันยอดเยี่ยมก็จริง แต่การจะนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายจริง ๆ ยังคงต้องรอไปอีกสักพักใหญ่เพื่อให้โครงสร้างพื้นฐานในระบบเศรษฐกิจ และสังคม มีความพร้อมมากกว่านี้ ซึ่งจะเป็นไปเกือบไม่ได้หากไม่ได้รับการสนับสนุนอย่างจริงจังจากนโยบายภาครัฐ และการลงทุนของเอกชนที่มีศักยภาพจากนี้ไป ..

………………………………….

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Aluminium – Air Batteries: Technology of the Future? | EU – China Energy :-

http://www.ececp.eu/en/aluminium-air-batteries-technology-of-the-future/

Aluminum Air Battery – Clean Energy Institute :-

https://www.cei.washington.edu/education/lesson-plans-resources/aluminum-air-battery/

Aluminum – Air Batteries Could Benefit EVs, But Must Be Swapped :-

https://insideevs.com/news/518753/aluminum-air-battery-benefits-swapping/

Analysis of the Polypropylene – Based Aluminium – Air Battery :-

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2021.599846/full

Can Aluminium – air batteries outperform Li – ion for EVs? :-

Can Aluminium-air batteries outperform Li-ion for EVs?

Aluminum – Air Battery Market 2021 with a CAGR of 3.5 % :-

https://www.wicz.com/story/44931658/aluminum-air-battery-

The Global Aluminum – Air Battery market is valued at 273.9 million USD in 2020 is expected to reach 271.2 million USD by the end of 2026, growing at a CAGR of -0.1% during 2021 – 2026 :-

https://www.marketwatch.com/press-release/aluminum-air-battery-market-size-2021-with-cagr-of–01-top-growth-companies-phinergy-alcoa-fuji-pigment-and-end-user-swot-analysis-in-industry-2026-2021-11-27

Global Metal – air Battery Market Anticipated to Rise at a CAGR of 15.0% and Surpass $1,123,100.0 Thousand from 2020 to 2027 :-

https://www.globenewswire.com/news-release/2021/06/22/2251062/0/en/Global-Metal-air-Battery-Market-Anticipated-to-Rise-at-a-CAGR-of-15-0-and-Surpass-1-123-100-0-Thousand-from-2020-to-2027-Exclusive-Report-249-Pages-By-Research-Dive.html

Iron Air Battery & Other Metal – Air Electrochemical Cell :-

https://photos.app.goo.gl/ckSaAUzetH9EY7Ga6

Aluminum Air Battery | This Battery Could Give EVs Over 1000 Miles of Range :-

https://photos.app.goo.gl/eNLKgDHna8DMsWEF6