เทคโนโลยีแบตเตอรี่

นอกจากนี้ยังสามารถผลิตแบตเตอรี่ไอออนออกซิเจนโดยไม่มีธาตุหายากและทำจากวัสดุที่ไม่ติดไฟ มีการยื่นขอจดสิทธิบัตรสำหรับแนวคิดแบตเตอรี่ใหม่ร่วมกับพันธมิตรความร่วมมือจากสเปนแล้ว แบตเตอรี่ออกซิเจนไอออนอาจเป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ เช่น เพื่อจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน วัสดุเซรามิกเป็นโซลูชั่นใหม่ Alexander Schmid จาก Institute for Chemical Technologies and Analytics ที่ TU Wien กล่าวว่า "เรามีประสบการณ์มากมายเกี่ยวกับวัสดุเซรามิกที่สามารถใช้เป็นเซลล์เชื้อเพลิงได้เป็นระยะเวลาหนึ่ง" "นั่นทำให้เรามีความคิดที่จะตรวจสอบว่าวัสดุดังกล่าวอาจเหมาะสำหรับทำแบตเตอรี่หรือไม่" วัสดุเซรามิกที่ทีม TU Wien ศึกษาสามารถดูดซับและปล่อยไอออนออกซิเจนที่มีประจุลบเป็นสองเท่า เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า ไอออนของออกซิเจนจะย้ายจากวัสดุเซรามิกหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง หลังจากนั้น ไอออนของออกซิเจนจะย้ายจากวัสดุเซรามิกหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง หลังจากนั้นสามารถถูกทำให้ย้ายกลับได้อีกครั้ง จึงสร้างกระแสไฟฟ้า ศ.เจอร์เก้น ฟลิก กล่าวว่า "หลักการพื้นฐานคล้ายกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมาก "แต่วัสดุของเรามีข้อได้เปรียบที่สำคัญบางประการ" เซรามิกไม่ติดไฟ ดังนั้นอุบัติเหตุไฟไหม้ซึ่งเกิดขึ้นครั้งแล้วครั้งเล่ากับ แบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนจึงแทบไม่มีเลย นอกจากนี้ยังไม่ต้องใช้ธาตุหายากซึ่งมีราคาแพงหรือสามารถสกัดด้วยวิธีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น Tobias Huber กล่าวว่า "ในแง่นี้ การใช้วัสดุเซรามิกเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากเพราะสามารถปรับเปลี่ยนได้เป็นอย่างดี" "คุณสามารถแทนที่องค์ประกอบบางอย่างที่หาได้ยากด้วยองค์ประกอบอื่นที่ค่อนข้างง่าย" ต้นแบบของแบตเตอรี่ยังคงใช้แลนทานัม ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ไม่ได้หายากนัก แต่ก็ไม่ธรรมดาเช่นกัน แต่ถึงกระนั้นแลนทานัมก็จะถูกแทนที่ด้วยสิ่งที่ถูกกว่า และการวิจัยในเรื่องนี้กำลังดำเนินการอยู่ โคบอลต์หรือนิเกิลซึ่งใช้ในแบตเตอรี่จำนวนมากไม่ได้ใช้เลย อายุขัยสูง แต่บางทีข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ก็คืออายุการใช้งานที่ยาวนาน: "ในแบตเตอรี่จำนวนมาก คุณมีปัญหาที่ถึงจุดหนึ่ง แท่นชาร์จไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อีกต่อไป" อเล็กซานเดอร์ ชมิดกล่าว "จากนั้นจะไม่สามารถนำมาใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้อีกต่อไป ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง หลังจากชาร์จไปหลายรอบ นั่นอาจกลายเป็นปัญหาร้ายแรงได้" อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ออกซิเจน-ไอออนสามารถสร้างใหม่ได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ: หากออกซิเจนสูญเสียไปเนื่องจากปฏิกิริยาข้างเคียง การสูญเสียก็สามารถชดเชยได้ด้วยออกซิเจนจากอากาศแวดล้อม แนวคิดแบตเตอรี่ใหม่ไม่ได้มีไว้สำหรับสมาร์ทโฟนหรือรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากแบตเตอรี่ออกซิเจนไอออนมีความหนาแน่นของพลังงานประมาณหนึ่งในสามของความหนาแน่นของพลังงานที่ใช้จากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเท่านั้น และทำงานที่อุณหภูมิระหว่าง 200 ถึง 400 °C อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้มีความน่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บพลังงาน "หากคุณต้องการหน่วยเก็บพลังงานขนาดใหญ่เพื่อเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมไว้ชั่วคราว เช่น แบตเตอรี่ออกซิเจน-ไอออนอาจเป็นทางออกที่ยอดเยี่ยม" อเล็กซานเดอร์ ชมิดกล่าว "หากคุณสร้างอาคารทั้งหลังที่เต็มไปด้วยโมดูลกักเก็บพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานที่ลดลงและอุณหภูมิในการทำงานที่เพิ่มขึ้นจะไม่มีบทบาทชี้ขาด แต่จุดแข็งของแบตเตอรี่ของเราจะมีความสำคัญอย่างยิ่งที่นั่น: อายุการใช้งานที่ยาวนาน ความเป็นไปได้ในการผลิตขนาดใหญ่ ปริมาณของวัสดุเหล่านี้ที่ไม่มีองค์ประกอบที่หายาก และข้อเท็จจริงที่ว่าแบตเตอรี่เหล่านี้ไม่มีอันตรายจากไฟไหม้"