ล้ำไปอีก!!! แบตเตอรี่ที่เหนือกว่ารถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน

เป็นเรื่องที่ค่อนข้างแน่นอนแล้วว่าในอนาคตที่ไม่ไกลนักรถยนต์ที่ใช้การเผาไหม้จากเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือน้ำมันนั้นจะหายไปจากท้องถนนของบางประเทศบนโลกนี้ และสุดท้ายมันก็จะหายไปจากถนนบนโลก อยู่ที่ว่าจะใช้เวลานับจากนี้อีกนานเท่าไร และพระเอกที่จะเข้ามาแทนที่รถยนต์ที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงก็คงหนีไม่พ้นรถยนต์พลังงานไฟฟ้า ที่บางประเทศก็ออกเป็นกฎหมายมาแล้วว่าในอนาคตบนถนนจะต้องไม่มีรถยนต์ที่ใช้พลังงานจากน้ำมัน สิ่งนี้เป็นเรื่องที่ดีต่อมนุษย์ในแง่ของสิ่งแวดล้อม คืออย่างน้อยอากาศก็คงบริสุทธิ์ขึ้นอย่างแน่นอน ส่วนสิ่งที่ตามมาก็คือการใช้พลังงานไฟฟ้าจะมีมากขึ้น และเรื่องของสถานีเติมพลังงานไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นสถานีแยกเดี่ยวๆหรือการเติมพลังงานไฟฟ้าตามสถานที่จอดรถต่างๆก็คงทยอยออกมารองรับกันเรื่อยๆ ทำให้พูดได้เลยว่าพวกเราจะอยู่ในยุคที่รถยนต์บนถนนไม่มีไอเสียออกมาแล้ว

เฉพาะปี 2018 แค่ช่วงหกเดือนแรกของปีก็มีรถยนต์พลังงานไฟฟ้าออกมาสู่ท้องถนนบนโลกนี้มากถึง 783,000 คัน ซึ่งนับเป็นอัตราการเติบโตมากถึง 66%เมื่อเทียบกับช่วงเดียวกันของปี2017 และทำให้มีการคาดการณ์กันว่าภายในสิ้นปี2018 บนโลกกลมๆใบนี้จะมีรถยนต์พลังงานไฟฟ้าออกมาโลดแล่นบนท้องถนนรวมแล้วถึง 5ล้านคัน ประเทศที่มีการเติบโตของรถยนต์พลังงานไฟฟ้ามากที่สุดคือประเทศจีน

>>>> ดูเพิ่มเติม fomm one ราคา 

จีนไม่เพียงแต่มีการเติบโตของรถยนต์ไฟฟ้าแต่ยังเร่งสร้างสถานีชาร์จไฟฟ้าด้วย

แบตเตอรี่ยังมีปัญหาเรื่องน้ำหนักและขนาด

อย่างไรก็ตามปัญหาสำคัญนอกจากเรื่องการหาสถานีเติมพลังงานไฟฟ้าแล้ว คือเรื่องจำนวนความจุของแบตเตอรี่ที่แต่ละค่ายรถยนต์เร่งพัฒนาเพื่อให้ได้ความจุมากที่สุด โดยมีเป้าหมายเพื่อให้รถยนต์วิ่งได้ไกลที่สุดต่อการชาร์จ1ครั้ง แต่สิ่งที่ต้องแลกมาก็คือน้ำหนักของแบตเตอรี่ น้ำหนักของแบตเตอรี่นับเป็นปัญหาสำคัญในการพัฒนารถยนต์ การสร้างแบตเตอรี่ให้มีความจุมากๆจะได้วิ่งได้ไกลๆนั้นแต่ละค่ายก็สามารถทำได้ แต่สิ่งที่สำคัญคือทำอย่างไรให้มีขนาดที่เล็กพอจะบรรจุลงไปในรถยนต์ได้และแบตเตอรี่ลูกนั้นจะต้องไม่อยู่ในตำแหน่งที่อันตรายพอเวลาเกิดการชนจะทำให้ระเบิดได้ง่ายอีกด้วย

ค่อยเป็นค่อยไปกับแบตเตอรี่

ขึ้นชื่อว่าแบตเตอรี่แล้วจริงๆมีมากมายหลายประเภท ในทีนี้จะยกที่เกี่ยวข้องหลักๆกับรถยนต์มานะครับ เริ่มกันที่แบตเตอรี่กรดตะกั่ว (Lead-Acid) หรือที่เราใช้วางไว้ในห้องเครื่องยนต์เป็นส่วนใหญ่ ใช้ในการสตาร์ทเครื่องยนต์ ข้อดีคือราคาถูกและให้ค่าความต่างศักย์ที่สูงได้

รถยนต์ทั่วๆไปใช้แบตเตอรี่แบบ Lead-Acid ที่ราคาไม่แพงนัก

แบตเตอรี่ Nickel-Metal Hydride (NiMH) เป็นแบตเตอรี่ที่ชาร์จได้และใช้กันในพวกอุปกรณ์เครื่องมือช่างต่างๆ และก็ยังได้รับการสนับสนุนจากบริษัทรถยนต์จาก Daimler Benz และ Volkswagen ต่อมาก็ได้นำมาใช้เป็นแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฮบริดเช่น Toyota Prius ด้วย

แบตเตอรี่ Lithium-Ion (Li-ion) น่าจะเป็นแบตเตอรี่ที่พวกเราคุ้นเคยกันดี และก็เกิดมาในยุคหลังหน่อยตั้งแต่ปี 1991 ข้อดีคือมีความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้ามากเมื่อเทียบกับขนาดของมัน แบตเตอรี่ตัวนี้เองที่ Elon Musk เลือกมาเป็นพื้นฐานในการต่อยอดทำแบตเตอรี่เพื่อรถยนต์ Tesla ของเขา เพราะมีการใช้ธาตุอื่นๆเพิ่มเติมลงไป กลายเป็นแบตเตอรี่ Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (LiNiCoAlO2)

แบตเตอรี่แบบ LiNiCoALO2 ในรถยนต์ Tesla Model S

ดูเพิ่มเติม
>> พวงมาลัย ไม่จำเป็นอีกต่อไป กับซีดานแห่งอนาคต "Volkswagen I.D. Vizzion concept"
>> MINE Mobility รถไฟฟ้าสัญชาติไทยเผยโฉมคันต้นแบบที่ Motor Show 2018

เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบที่ไม่ใช่แบตเตอรี่เป็นลูกๆ

เทคโนโลยีที่ยังคงถูกพัฒนาและวิจัยอย่างต่อเนื่องเพื่อจะลดขนาดและน้ำหนักของแบตเตอรี่รถยนต์ หนึ่งในนั้นที่ดูจะเป็นทางออกที่ดีคือ Energy-storing Body Panels คือการนำตัวถังรถยนต์มาเป็นวัสดุที่ใช้เก็บพลังงานไฟฟ้าแทนแบตเตอรี่เป็นลูกๆเสียเลย ในทวีปยุโรปมีการร่วมมือกันของค่ายรถยนต์ถึง 9 บริษัทในการร่วมกันพัฒนาและวิจัยเพื่อคิดค้นตัวถังของรถยนต์ที่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ และยังชาร์จพลังงานกลับเข้าไปได้แถมยังเร็วกว่าการชาร์จกับแบตเตอรี่ธรรมดาอีก ตัวถังที่จะนำมาทำเป็นวัสดุในการเก็บประจุไฟฟ้าทำมาจากโพลิเมอร์และคาร์บอนที่เรียกกันติดปากว่าคาร์บอนไฟเบอร์ซี่งมีความแข็งและยืดหยุ่นเพียงพอจะนำมาขึ้นรูปทำเป็นตัวถังได้และใช้กันมากในรถยนต์ซุปเปอร์คาร์ปัจจุบัน ถ้าผลิตรถยนต์โดยใช้วัสดุนี้จะทำให้น้ำหนักโดยรวมของรถยนต์ลดลงไปอย่างน้อยๆแล้ว 15% ด้วยความที่น้ำหนักรถจะเบาขึ้นทำให้ประหยัดพลังงานไฟฟ้าในการขับเคลื่อนมากขึ้นด้วย ส่วนบริษัทยักษ์ใหญ่อย่าง Toyota กลับคิดก้าวไปอีกขั้นคือ ไหนๆก็ทำตัวถังที่เก็บประจุไฟฟ้าได้แล้วน่าจะทำให้มันเชื่อมต่อกับแผงโซล่าเซลล์เพื่อชาร์จพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้ด้วย แต่ก็ยังอยู่ในช่วงค้นคว้าวิจัย ถ้ามันดีจริงและต้นทุนต่ำลงได้เมื่อไรก็ไร้เหตุผลที่จะเก็บไว้แต่ในห้องแล็ปแน่นอน การชาร์จอื่นๆนอกจาพลังงานแสงอาทิตย์ก็คือจะทำได้ทั้งจากการเบรก (ปั่นไฟกลับเข้ามาในแบตเตอรี่) หรือจะชาร์จไฟบ้านก็ได้ เรียกว่าทำให้ง่ายต่อผู้ใช้มากที่สุด

ตัวถังคาร์บอนไฟเบอร์ที่เบาจะนำมาใช้ร่วมการติดตั้งแบตเตอรี่

หลักการทำงานของ Energy-storing Body Panels

หลักการทำงานของ แบตเตอรี่แบบบางที่ติดกับตัวถังนี้ต้องมีตัวถึงรถยนต์มาเป็นพื้นฐานก่อน ประกอบด้วยชั้น3ชั้น ชั้นบนและชั้นล่างจะเป็นวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ที่สามารถเก็บและคายประจุได้ส่วนชั้นกลางจะเป็นไฟเบอร์กลาส(ฉนวนใยแก้ว) ดังนั้นชั้นบนและล่างจะเป็นเสมือนขั้วบวกและลบของแบตเตอรี่และกั้นด้วยฉนวน ชั้นบนและล่างที่เก็บและคายประจุได้นี้เองที่มีพระเอกตัวสำคัญคือแผ่นฟิล์มที่เป็นคาปาซิเตอร์ขนาดเล็กและน้ำหนักเบาที่ใช้ในการเก็บประจุไฟฟ้า มันถูกเรียกว่า Light-weight Capacitor หรือ Supercapacitor นอกจากเรื่องเล็กและน้ำหนักเบาแล้ว Supercapacitor นี้ใช้คาร์บอนเป็นส่วนประกอบซึ่งเป็นแร่ที่ไม่ได้หายากเมื่อเทียบกับลิเธียม และคาร์บอนยังถูกกว่า สารพิษน้อยกว่าด้วย ปัญหาคือจะนำมันมาทำใช้ร่วมกับตัวถังรถยนต์อย่างไรนี่เองที่กำลังค้นคว้าวิจัยกันอยู่ เพราะถ้าวางไว้เป็นจุดเดียวเหมือนแบตเตอรี่แบบที่ผ่านๆมาก็แทบจะไม่ต่างกัน

แนวโน้มของผลการพัฒนาวิจัยถูกคาดหวังว่า Supercapacitor นี้จะสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งถ้าถูกติดตั้งเรียบร้อยในรถยนต์น่าจะทำให้การชาร์จเต็มๆหนึ่งครั้งวิ่งได้อย่างต่ำ 500 กิโลเมตร และด้วยคุณสมบัติของมันมันคงจะถูกเอามาใช้ในสมาร์ทโฟนด้วยในอนาคต

ภาพร่างที่ผู้ผลิตต้องการนำแบตเตอรี่แบบนี้มาใช้ในรถยนต์โดยติดบริเวณตัวถังของรถ

เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่น่าสนใจ ด้วยการเอาตัวถังรถยนต์น้ำหนักเบามาผนวกรวมกับ Supercapacitor จึงกลายเป็นสามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ที่ตัวถังได้ นับเป็นวิธีหนึ่งที่จะทำให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาขึ้น ที่เหลือก็คือการเชื่อมต่อระบบการคายและชาร์จประจุไฟฟ้าเข้ากับ Supercapacitor ให้ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพที่สุด แต่ตอนนี้ Elon Musk ยังไม่พูดถึงแบตเตอรี่แบบนี้ ก็ต้องมาดูกันว่าจะมีค่ายไหนทำออกมาตีตลาดก่อนหรือไม่ ทีนี้คงได้เห็นสงครามตลาดรถยนต์ไฟฟ้าลุกเป็นไฟแน่นอนครับ

ดูเพิ่มเติม
>> มายุโรปอีก1 กับรถยนต์ไฟฟ้าจากแดนกิมจิ KIA e-NIRO
>> FOMM One รถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กเตรียมผลิตในประเทศไทยพร้อมจำหน่ายต้นปีหน้า

ติดตามข่าวสารรถยนต์ เชิญที่นี่  
อ่านรีวิวรายละเอียดเกี่ยวกับรถยนต์  เชิญที่นี่