เราทุกคนเคยผ่านช่วงเวลานั้นมาแล้ว เช้าวันคริสต์มาส เด็กคนหนึ่งฉีกกระดาษห่อของขวัญออก ดึงของเล่นที่ทุกคนอยากได้มากที่สุดแห่งปีออกจากบรรจุภัณฑ์ แล้วกดปุ่ม เตรียมพร้อมที่จะสร้างความรำคาญให้กับบ้านด้วยเสียงและแสงไฟกระพริบไปอีกหลายวัน — แต่ไม่มีอะไรเกิดขึ้น คุณตรวจสอบกล่องที่ถูกทิ้งแล้วอ่านข้อความตัวเล็กๆ: “ไม่รวมแบตเตอรี่”
ทุกวันนี้ดูเหมือนว่าแบตเตอรี่จะถูกใส่ไว้ในทุกสิ่งทุกอย่าง ตั้งแต่นาฬิกาและโทรศัพท์ไปจนถึงจักรยานและรถยนต์ของเรา แทนที่จะขโมยแบตเตอรี่จากรีโมททีวีหรือค้นหาในลิ้นชักครัวที่เต็มไปด้วยฝุ่น เรากำลังคิดค้นวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มอยู่เสมอและยืดอายุการใช้งานให้ยาวนานขึ้น และบางทีอาจถึงขั้นเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานของเราทั้งหมดเลยก็ได้
ดังที่รายงานไปเมื่อต้นเดือนนี้ในหนังสือพิมพ์ นิวยอร์กไทมส์ แบตเตอรี่ขนาดใหญ่กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการใช้ไฟฟ้าของสหรัฐฯ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม
นับตั้งแต่ปี 2020 รัฐแคลิฟอร์เนียซึ่งเป็นรัฐที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์มากกว่ารัฐอื่นๆ ได้ติดตั้งแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เข้าสู่ระบบพลังงานมากกว่าที่ใดๆ ในโลก ยกเว้นประเทศจีน หลักการนั้นง่ายมาก: เพราะไม่มีดวงอาทิตย์ในเวลากลางคืน จึงไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์ แต่ด้วยการจัดเก็บพลังงานส่วนเกินที่ดูดซับไว้ในระหว่างวันลงในแบตเตอรี่ เราสามารถนำพลังงานนั้นมาใช้ในเวลากลางคืน ซึ่งจะช่วยลดความต้องการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลลงได้
ในทำนองเดียวกัน ในรัฐเท็กซัส พลังงานลมที่ผลิตได้ในเวลากลางคืนสามารถเก็บสะสมไว้ในช่วงเวลาที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ เพื่อนำมาใช้ในวันถัดไปเมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น ในช่วงสามปีที่ผ่านมา ความจุในการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ในโครงข่ายไฟฟ้าของสหรัฐฯ เพิ่มขึ้นสิบเท่า และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าอีกครั้งในปีนี้ เฮเลน โค หัวหน้าฝ่ายวิเคราะห์พลังงานของสหรัฐฯ จาก BloombergNEF กล่าวกับหนังสือพิมพ์ไทมส์ว่า "แบตเตอรี่กำลังเปลี่ยนจากแอปพลิเคชันเฉพาะกลุ่มไปสู่การเปลี่ยนพลังงานหมุนเวียนจำนวนมากไปใช้ในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุดอย่างรวดเร็ว"
แต่แบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ไขปัญหาการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลของเราได้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงผลิตในประเทศจีนเป็นหลัก ทำให้เกิดปัญหาเรื่องความพร้อมใช้งาน อีกทั้งยังก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ด้วย โชคดีที่เทคโนโลยีแบตเตอรี่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และด้วยเหตุนี้จึงมีศักยภาพที่จะนำไปสู่ความสามารถใหม่ๆ มากมาย
นวัตกรรมอย่างหนึ่งคือการพัฒนาแบตเตอรี่แบบไหลเวียน ซึ่งเก็บพลังงานโดยใช้น้ำเกลือ ในการชาร์จแบตเตอรี่ น้ำจะถูกแยกออกเป็นกรดและเบส ซึ่งจะเก็บไว้ในถังแยกกัน เมื่อเกิดการรวมตัวกันใหม่ ปฏิกิริยาจะปล่อยพลังงานออกมา จากรายงานของ อิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน เจียจุน เซน พัฒนาแนวคิดนี้ขณะศึกษาอยู่ที่นั่น และปัจจุบันเป็นผู้นำบริษัท AquaBattery ซึ่งเพิ่งได้รับการลงทุนเริ่มต้น 6 ล้านยูโรเพื่อช่วยนำเทคโนโลยีนี้ออกสู่ตลาด
นอกจากนี้ โครงสร้างวัสดุแบบใหม่ยังสามารถเปลี่ยนแปลงการจัดเก็บพลังงานได้ ทำให้ตัวเก็บประจุในรถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆ สามารถเก็บประจุได้นานขึ้นกว่าเดิม
เว็บไซต์ Live Science ได้รายงานถึงความก้าวหน้าครั้งล่าสุด ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ค้นพบโดยไม่ได้ตั้งใจ เกี่ยวกับ "โครงสร้างเฮเทอโร" ที่มีคุณสมบัติใหม่ ซึ่งช่วยลดอัตราการสูญเสียพลังงานผ่านวัสดุ ตัวเก็บประจุแบบใหม่เหล่านี้มีศักยภาพในการกักเก็บพลังงานได้หนาแน่นกว่าถึง 19 เท่า และอาจเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่ที่ดีขึ้น ทั้งสำหรับอุปกรณ์ของผู้บริโภคและระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ในระดับโครงข่ายไฟฟ้า
