ความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมในอนาคตอาจเพิ่มขึ้น 1.5 ถึง 2 เท่าของกระแสไฟ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่จะมีขนาดเล็กลง
[แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถลดต้นทุนได้มากที่สุดระหว่าง 10% ถึง 30% ยากที่จะลดราคาลงครึ่งหนึ่ง]
ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้า เทคโนโลยีแบตเตอรี่ค่อยๆ แทรกซึมเข้ามาในทุกแง่มุมของชีวิต แล้วแบตเตอรี่ในอนาคตจะพัฒนาไปในทิศทางใด และจะนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้างให้กับสังคม ด้วยคำถามเหล่านี้ในใจ นักข่าวของ First Financial ได้สัมภาษณ์ Akira Yoshino นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปีนี้เมื่อเดือนที่แล้ว
ในความเห็นของโยชิโนะ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะยังคงครองตลาดแบตเตอรี่ในอีก 10 ปีข้างหน้า การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งจะนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่ "คาดไม่ถึง" ต่อแนวโน้มการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
การเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถจินตนาการได้
เมื่อโยชิโนะเริ่มรู้จักคำว่า "พกพา" เขาก็ตระหนักว่าสังคมต้องการแบตเตอรี่ชนิดใหม่ ในปี 1983 แบตเตอรี่ลิเธียมตัวแรกของโลกถือกำเนิดขึ้นในญี่ปุ่น โยชิโนะ อากิระผลิตต้นแบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จไฟได้ตัวแรกของโลก และจะสร้างผลงานโดดเด่นในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสมาร์ทโฟนและรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต
เมื่อเดือนที่แล้ว อากิระ โยชิโนะให้สัมภาษณ์พิเศษกับ No.1 Financial Journalist ว่าหลังจากทราบว่าตนได้รับรางวัลโนเบล เขา “ไม่มีความรู้สึกอะไรจริงจัง” “การสัมภาษณ์เต็มรูปแบบในภายหลังทำให้ผมยุ่งมาก และผมไม่สามารถมีความสุขได้มากนัก” อากิระ โยชิโนะกล่าว “แต่เมื่อวันรับรางวัลในเดือนธันวาคมใกล้เข้ามา ความเป็นจริงของรางวัลก็ชัดเจนขึ้น”
ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา นักวิชาการชาวญี่ปุ่นหรือชาวญี่ปุ่น 27 คนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี แต่มีเพียง 2 คนเท่านั้นที่ได้รับรางวัลในฐานะนักวิจัยจากองค์กร รวมถึงอากิระ โยชิโนะ “ในญี่ปุ่น นักวิจัยจากสถาบันวิจัยและมหาวิทยาลัยมักได้รับรางวัล และมีนักวิจัยจากองค์กรในอุตสาหกรรมเพียงไม่กี่คนที่ได้รับรางวัลนี้” อากิระ โยชิโนะกล่าวกับ First Financial Journalist นอกจากนี้ เขายังเน้นย้ำถึงความคาดหวังของอุตสาหกรรม เขาเชื่อว่ามีงานวิจัยระดับรางวัลโนเบลจำนวนมากภายในบริษัท แต่ภาคอุตสาหกรรมของญี่ปุ่นควรปรับปรุงความเป็นผู้นำและประสิทธิภาพ
โยชิโนะ อากิระ เชื่อว่าการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งจะนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่ "คาดไม่ถึง" ต่อแนวโน้มการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ตัวอย่างเช่น ความก้าวหน้าของซอฟต์แวร์จะเร่งกระบวนการออกแบบแบตเตอรี่และการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ และสามารถส่งผลต่อการใช้งานแบตเตอรี่ ทำให้สามารถใช้แบตเตอรี่ในสภาพแวดล้อมที่ดีที่สุดได้
โยชิโนะ อากิระ ยังรู้สึกกังวลใจอย่างมากเกี่ยวกับผลงานการวิจัยของเขาในการแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก เขาบอกกับนักข่าวการเงินคนแรกว่าเขาได้รับรางวัลนี้ด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกคือเพื่อมีส่วนสนับสนุนการพัฒนาสังคมมือถืออัจฉริยะ และประการที่สองคือเพื่อจัดหาแนวทางสำคัญในการปกป้องสิ่งแวดล้อมระดับโลก “การมีส่วนสนับสนุนในการปกป้องสิ่งแวดล้อมจะชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคต ในเวลาเดียวกัน นี่ยังเป็นโอกาสทางธุรกิจที่ดีอีกด้วย” โยชิโนะ อากิระ กล่าวกับนักข่าวการเงิน
โยชิโนะ อากิระ กล่าวกับนักศึกษาในระหว่างการบรรยายที่มหาวิทยาลัยเมโจในฐานะศาสตราจารย์ว่า เนื่องด้วยประชาชนมีความคาดหวังสูงต่อการใช้พลังงานหมุนเวียนและแบตเตอรี่เป็นมาตรการรับมือกับภาวะโลกร้อน เขาจะนำเสนอข้อมูลของตัวเอง ซึ่งรวมถึงความคิดเห็นเกี่ยวกับปัญหาสิ่งแวดล้อมด้วย”
ใครจะครองอุตสาหกรรมแบตเตอรี่
การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่เป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติพลังงาน ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้า เทคโนโลยีแบตเตอรี่มีอยู่ทั่วไปและเปลี่ยนแปลงทุกแง่มุมของชีวิตผู้คน ไม่ว่าแบตเตอรี่ในอนาคตจะทรงพลังมากขึ้นและมีราคาถูกลงหรือไม่ จะส่งผลต่อเราทุกคน
ปัจจุบัน อุตสาหกรรมมุ่งมั่นที่จะปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่พร้อมทั้งเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานในแบตเตอรี่ การปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ยังช่วยแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศผ่านการใช้พลังงานหมุนเวียนอีกด้วย
ในความเห็นของ Yoshino แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะยังคงครองตลาดแบตเตอรี่ในอีก 10 ปีข้างหน้า แต่การพัฒนาและการเติบโตของเทคโนโลยีใหม่ ๆ จะยังคงเสริมสร้างมูลค่าและแนวโน้มของอุตสาหกรรมต่อไป Yoshino Akira บอกกับ First Business News ว่าความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมในอนาคตอาจสูงถึง 1.5 ถึง 2 เท่าของกระแส ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่จะมีขนาดเล็กลง “สิ่งนี้ช่วยลดวัสดุและลดต้นทุน แต่ต้นทุนของวัสดุจะไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ” เขากล่าวว่า “การลดต้นทุนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอยู่ที่ 10% ถึง 30% เท่านั้น การต้องการลดราคาลงครึ่งหนึ่งนั้นยากกว่า”
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะชาร์จเร็วขึ้นในอนาคตหรือไม่? ในการตอบสนอง Akira Yoshino กล่าวว่าโทรศัพท์มือถือจะเต็มในเวลา 5-10 นาทีซึ่งทำได้ในห้องทดลอง แต่การชาร์จเร็วต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงซึ่งจะส่งผลต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ ในหลายๆ สถานการณ์ในความเป็นจริง ผู้คนอาจไม่จำเป็นต้องชาร์จเร็วเป็นพิเศษ
ตั้งแต่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดในยุคแรกไปจนถึงแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ที่เป็นเสาหลักของบริษัทญี่ปุ่น เช่น โตโยต้า ไปจนถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้โดย Tesla Roaster ในปี 2008 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบน้ำแบบดั้งเดิมครองตลาดแบตเตอรี่พลังงานมาเป็นเวลาสิบปี ในอนาคต ความขัดแย้งระหว่างความหนาแน่นของพลังงานและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมจะมีความโดดเด่นเพิ่มมากขึ้น
จากการทดลองและผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่โซลิดสเตตของบริษัทต่างประเทศ อากิระ โยชิโนะ กล่าวว่า “ผมคิดว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นแนวทางในอนาคต และยังมีช่องว่างให้ปรับปรุงอีกมาก ผมหวังว่าจะเห็นความคืบหน้าใหม่ๆ เร็วๆ นี้”
เขายังกล่าวอีกว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตมีเทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน “ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี ความเร็วในการเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนในที่สุดก็สามารถไปถึงความเร็วประมาณ 4 เท่าของความเร็วปัจจุบัน” อากิระ โยชิโนะ กล่าวกับนักข่าวที่ First Business News
แบตเตอรี่โซลิดสเตตคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้อิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตต เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตมาแทนที่อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ที่อาจระเบิดได้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิม จึงช่วยแก้ปัญหาสำคัญสองประการ ได้แก่ ความหนาแน่นของพลังงานสูงและประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยสูง อิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตใช้พลังงานเท่ากัน แบตเตอรี่ที่ใช้แทนอิเล็กโทรไลต์จะมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า ขณะเดียวกันก็มีพลังงานมากกว่าและใช้งานได้นานขึ้น ซึ่งเป็นแนวโน้มการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมรุ่นต่อไป
แบตเตอรี่โซลิดสเตตยังเผชิญกับความท้าทาย เช่น การลดต้นทุน การปรับปรุงความปลอดภัยของอิเล็กโทรไลต์โซลิด และการรักษาการสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ปัจจุบัน บริษัทผลิตรถยนต์ยักษ์ใหญ่ระดับโลกหลายแห่งกำลังลงทุนอย่างหนักในการวิจัยและพัฒนาสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตต ตัวอย่างเช่น โตโยต้ากำลังพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต แต่ไม่ได้เปิดเผยต้นทุน สถาบันวิจัยคาดการณ์ว่าภายในปี 2030 ความต้องการแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลกคาดว่าจะเข้าใกล้ 500 กิกะวัตต์ชั่วโมง
ศาสตราจารย์วิททิงแฮม ผู้รับรางวัลโนเบลร่วมกับอากิระ โยชิโนะ กล่าวว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตอาจเป็นแบตเตอรี่ชนิดแรกที่จะนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น สมาร์ทโฟน “เพราะยังคงมีปัญหาใหญ่ในการใช้งานระบบขนาดใหญ่” ศาสตราจารย์วิททิงแฮมกล่าว
เวลาโพสต์: 16 ธันวาคม 2562