ทีมนักวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ‘แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ชาร์จซ้ำได้’ แห่งแรกของโลก เพื่อแก้ไขวิธีการเก็บสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบัน

เริ่มต้นจากทีมวิจัยเล็งเห็นปัญหาการจัดเก็บและรวมรวมพลังงานแสงอาทิตย์ ที่มีอยู่ทุกวันนี้ รวมถึงปัญหาการสูญเสียพลังงานประมาณร้อยละ 20 ระหว่างขั้นตอนการถ่ายโอนพลังงานที่เก็บสะสมไว้ลงแบตเตอรี่ ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงเริ่มออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ ให้รวมเข้ากับส่วนประกอบของแบตเตอรี่ จนกลายเป็น แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ชาร์จซ้ำได้ อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ และเกิดความคุ้มค่าอย่างสูงสุด

ทีมวิจัยได้เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาลงในวารสาร Nature Communications โดยระบุถึงปัญหาของการสูญเสียพลังงาน และความไม่ยุติธรรมของการที่บ้านพลังงานแสงอาทิตย์ระบบออนกริด สามารถขายพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินให้กับการไฟฟ้าได้ และสามารถซื้อไฟฟ้าคืนมาเมื่อมีโซลาร์เซลล์ไม่เพียงพอ แต่บ้านพลังงานแสงอาทิตย์ระบบออฟกริด กลับต้องซื้อแบตเตอรี่ที่มีราคาแพงลิบลิ่ว

news.osu.edu
news.osu.edu

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบชาร์จซ้ำได้ หรือ OSU ผลิตขึ้นจากตาข่ายไทเทเนียม คลุมด้วยแท่งไททาเนียมไดออกไซด์ ส่วนที่มีรูพรุนของตาข่ายช่วยให้อากาศไหลเวียนผ่านแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการชาร์จ และแทนที่จะใช้ขั้วไฟฟ้าสี่ขั้วแบบทั่วไป นวัตกรรมสุดล้ำนี้กลับใช้เพียงสามขั้วเท่านั้น ประกอบด้วยตาข่ายไททาเนียม พอร์รัสคาร์บอน และ แผ่นลิเธียม แบ่งแยกเป็นชั้น ๆ โดยมีชั้นของอิเล็กโทรไลต์ขั้นระหว่างขั้วไฟฟ้าสามขั้ว

สำนักข่าว Columbus Dispatch ได้สรุปขั้นตอนการทำงานของนวัตกรรมนี้ไว้ว่า แท่งของไทเทเนียมไดออกไซด์นั้นจะดักจับแสง เมื่อแสงกระทบแผงตาข่ายเซลล์แสงอาทิตย์ จะเกิดการสร้างอิเล็กตรอน สำหรับภายในแบตเตอรี่ อิเล็กตรอนเหล่านั้นจะสร้างพลังงานโดยสลายลิเธียมเปอร์ออกไซด์ เป็น ลิเธียม ไออน และ ออกซิเจน ออกซิเจนที่ถูกปล่อยออกมาจะกลับเข้าไปในอากาศ ผ่านแผงตาข่ายพลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่ลิเธียมไอออนจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่เป็นพลังงานต่อไป

ทั้งนี้ทางทีมวิจัยยังกล่าวเสริมด้วยว่า วิธีการนี้สามารถลดต้นทุนด้านการผลิตระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้ร้อยละ 25 แต่อย่างไรก็ตามการออกแบบยังไม่ได้รับการพัฒนาถึงขั้นสามารถให้พลังงานได้เพียงต่อบ้านทั่ว ๆ ไป แต่ทางทีมงานก็มีความมั่นใจที่จะพัฒนาให้เป็นจริงได้ในอนาคต

Rechargeable-solar-battery-2
Source: inhabitat