ญี่ปุ่นพัฒนาแบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่ 90°C เพื่อจัดเก็บได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

ใช้เวลาอ่าน 10 นาที
ญี่ปุ่นพัฒนาแบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่ 90°C เพื่อจัดเก็บได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

เหตุใดแบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่ 90°C จึงสำคัญในเวลานี้

นักวิจัยในญี่ปุ่นเปิดตัวแบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่กักเก็บและปล่อยไฮโดรเจนได้ที่อุณหภูมิประมาณ 90°C หรือ 194°F อุณหภูมิการทำงานนี้ต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับ 300 ถึง 400°C ซึ่งเป็นระดับที่ระบบกักเก็บไฮโดรเจนแบบของแข็งที่ใช้แมกนีเซียมไฮไดรด์มักต้องใช้ ผลงานนี้ช่วยแก้โจทย์ที่ยากที่สุดของระบบพลังงานไฮโดรเจน นั่นคือการจัดเก็บที่เชื่อถือได้ ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และผันกลับได้ ทีมจากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียว นำโดย ดร. ทาคาชิ ฮิโรเสะ ร่วมกับผู้ช่วยศาสตราจารย์ นาโอกิ มัตสึอิ และศาสตราจารย์ประจำสถาบัน เรียวจิ คันโนะ จากศูนย์วิจัยแบตเตอรี่สถานะของแข็งทั้งหมดแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียว รายงานความก้าวหน้านี้ในวารสาร Science ฉบับวันที่ 18 กันยายน 2025

สารบัญ
  1. เหตุใดแบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่ 90°C จึงสำคัญในเวลานี้
  2. สิ่งที่นักวิจัยพัฒนาขึ้น
  3. เซลล์ชาร์จและคายประจุอย่างไร
  4. เหตุใดการกักเก็บไฮโดรเจนจึงทำได้ยาก
  5. เจาะลึกอิเล็กโทรไลต์ของแข็งชนิดใหม่
  6. ประสิทธิภาพและความหมายของตัวเลข
  7. การใช้งานที่เป็นไปได้ ตั้งแต่ยานพาหนะถึงระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้า
  8. ความท้าทายด้านวิศวกรรมและการขยายการผลิต
  9. เปรียบเทียบกับทางเลือกการจัดเก็บแบบอื่น
  10. สิ่งที่ควรจับตาในระยะต่อไป
  11. ประเด็นสำคัญ

ไฮโดรเจนสามารถถ่ายโอนพลังงานระหว่างช่วงเวลาและสถานที่ต่าง ๆ โดยไม่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ณ จุดใช้งาน แต่การจัดเก็บยังเป็นอุปสรรคเรื้อรัง ถังเก็บก๊าซอัดมีน้ำหนักมากและราคาแพง ส่วนไฮโดรเจนเหลวต้องใช้ความเย็นจัดใกล้ระดับลบ 253°C ระบบกักเก็บแบบของแข็งที่ใช้งานได้จริงใกล้จุดเดือดของน้ำจะเปลี่ยนทางเลือกในการออกแบบยานพาหนะ โรงงานอุตสาหกรรม และระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียน เซลล์ใหม่นี้ใช้แมกนีเซียมไฮไดรด์เป็นวัสดุกักเก็บ และใช้อิเล็กโทรไลต์ของแข็งชนิดพิเศษที่นำไฮไดรด์ไอออน ทำให้ชาร์จและคายประจุได้เต็มความจุที่อุณหภูมิซึ่งอุปกรณ์จริงรองรับได้

สิ่งที่นักวิจัยพัฒนาขึ้น

อุปกรณ์นี้เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวพาประจุที่มีบทบาทโดยตรง แมกนีเซียมไฮไดรด์ ซึ่งเขียนเป็น MgH2 ทำหน้าที่เป็นแอโนดสำหรับกักเก็บไฮโดรเจน ส่วนก๊าซไฮโดรเจนเป็นแคโทด ระหว่างทั้งสองขั้วมีอิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่ออกแบบขึ้นใหม่ ซึ่งนำไฮไดรด์ไอออนได้อย่างรวดเร็วแม้ในอุณหภูมิห้อง อิเล็กโทรไลต์มีองค์ประกอบ Ba0.5Ca0.35Na0.15H1.85 และโครงสร้างผลึกแบบ anti alpha AgI ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องพฤติกรรมการนำไอออนยิ่งยวด ทำให้ไฮไดรด์ไอออนเคลื่อนที่ผ่านของแข็งได้อย่างสะดวก

เซลล์ชาร์จและคายประจุอย่างไร

ระหว่างการชาร์จ แอโนดจะปล่อยไฮไดรด์ไอออนออกจาก MgH2 ไอออนเหล่านี้เคลื่อนผ่านอิเล็กโทรไลต์ของแข็งไปยังขั้วไฮโดรเจน ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์จนเกิดเป็นก๊าซไฮโดรเจน ระหว่างการคายประจุ ก๊าซไฮโดรเจนที่แคโทดจะถูกรีดิวซ์เป็นไฮไดรด์ไอออน ไอออนเหล่านี้เคลื่อนกลับผ่านอิเล็กโทรไลต์ไปยังฝั่งแอโนด แล้วทำปฏิกิริยากับแมกนีเซียมเพื่อสร้าง MgH2 ขึ้นใหม่ กระบวนการนี้ผันกลับได้อย่างสมบูรณ์ วัสดุชนิดเดิมจึงกักเก็บและปล่อยไฮโดรเจนซ้ำได้ที่ประมาณ 90°C โดยไม่ต้องใช้ความร้อนสูงมาก

ในทางไฟฟ้าเคมี เซลล์นี้เปลี่ยนจากแนวคิดทั่วไปที่มีเพียงอิเล็กตรอนเป็นตัวขับเคลื่อน มาเป็นระบบที่ไฮโดรเจนมีส่วนร่วมโดยตรง แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่จ่ายระหว่างการชาร์จและคายประจุจะขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของไฮไดรด์ไอออน การควบคุมเช่นนี้ช่วยทดแทนการป้อนความร้อนปริมาณมากที่ระบบกักเก็บด้วยความร้อนหลายชนิดต้องใช้ จึงลดการสูญเสียพลังงานและทำให้การออกแบบระบบง่ายขึ้น

โฆษณา

เหตุใดการกักเก็บไฮโดรเจนจึงทำได้ยาก

ถังไฮโดรเจนอัดทำงานที่แรงดันซึ่งมักสูงถึง 350 ถึง 700 บาร์ พลังงานที่ใช้ในการอัดลดประสิทธิภาพสุทธิ ขณะที่ถังก็เพิ่มน้ำหนักและต้นทุนสำหรับการใช้งานเคลื่อนที่ ไฮโดรเจนเหลวไม่ต้องใช้ถังขนาดใหญ่ แต่ก็มีอุปสรรคของตัวเอง ไฮโดรเจนต้องถูกทำให้เย็นต่ำกว่า 21 K เพื่อให้กลายเป็นของเหลว ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ทำความเย็นจัดที่กินพลังงาน การสูญเสียจากการระเหยเป็นปัญหาต่อเนื่อง โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและเมื่อต้องใช้งานอย่างช้า ๆ

วัสดุของแข็งเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง เพราะกักเก็บไฮโดรเจนได้ในรูปแบบกะทัดรัดภายใต้แรงดันต่ำ ไฮไดรด์หลายชนิดที่ได้รับการศึกษามากที่สุดจะปล่อยไฮโดรเจนได้ก็ต่อเมื่อถูกให้ความร้อนถึงอุณหภูมิสูงมาก การป้อนความร้อนทำให้ระบบซับซ้อนและลดประสิทธิภาพการหมุนเวียนพลังงานไปกลับ ส่วนแนวทางไฟฟ้าเคมีที่อุณหภูมิต่ำกว่าโดยใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวยังมีข้อจำกัด เพราะไฮไดรด์ไอออนเคลื่อนที่ได้ไม่ดีในของเหลวที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมหรือโซเดียม ความจุจึงต่ำกว่าที่วัสดุของแข็งกักเก็บได้ในทางทฤษฎีมาก ทีมญี่ปุ่นแก้ปัญหาคอขวดด้านการเคลื่อนย้ายไอออนด้วยการเปลี่ยนมาใช้ของแข็งที่ออกแบบมาให้นำไฮไดรด์ไอออนได้อย่างรวดเร็ว

เจาะลึกอิเล็กโทรไลต์ของแข็งชนิดใหม่

อิเล็กโทรไลต์นี้เป็นวัสดุนำไฮไดรด์ไอออนที่มีโครงสร้างแบบ anti alpha AgI ในโครงสร้างนี้ แบเรียม แคลเซียม และโซเดียมอยู่ในตำแหน่งที่ก่อให้เกิดโครงข่ายของจุดและช่องทาง ไฮไดรด์ไอออนสามารถเคลื่อนย้ายระหว่างตำแหน่งทรงสี่หน้าและทรงแปดหน้าได้โดยมีแรงต้านต่ำ จึงเกิดการนำไอออนสูงแม้ในอุณหภูมิห้อง การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วนี้ทำให้เซลล์แมกนีเซียมไฮไดรด์ทำงานที่ 90°C ได้

นอกจากการนำไอออนได้รวดเร็วแล้ว วัสดุนี้ยังมีเสถียรภาพทางไฟฟ้าเคมี อิเล็กโทรไลต์ของแข็งช่วยป้องกันปัญหาการผสมกันและปฏิกิริยาข้างเคียงที่มักเกิดในระบบของเหลว แผ่นกั้นของแข็งแยกขั้วไฮโดรเจนออกจากแมกนีเซียมไฮไดรด์ แต่ยังเปิดให้ไฮไดรด์ไอออนผ่านได้ การจัดวางเช่นนี้ช่วยให้ชาร์จและคายประจุซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอ และลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากการรั่วไหลหรือความผันผวนของวัสดุ สามารถปรับองค์ประกอบได้ด้วยการเปลี่ยนสัดส่วนแบเรียม แคลเซียม และโซเดียม จึงเป็นแนวทางวิจัยเพื่อเพิ่มการนำไอออน เสถียรภาพ และความสามารถในการผลิต

โฆษณา

ประสิทธิภาพและความหมายของตัวเลข

ต้นแบบทำได้ถึงความจุกักเก็บตามทฤษฎีของแมกนีเซียมไฮไดรด์ที่ประมาณ 2,030 มิลลิแอมป์ชั่วโมงต่อกรัม ซึ่งเทียบเท่ากับไฮโดรเจน 7.6 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ตัวเลขนี้ถือเป็นเกณฑ์สูงสำหรับวัสดุกักเก็บไฮโดรเจนที่ใช้งานได้จริง การทำได้ถึงระดับดังกล่าวด้วยเซลล์ที่ทำงานใกล้ 90°C ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ เพราะรวมความจุสูงเข้ากับกรอบการออกแบบทางวิศวกรรมที่คาดการณ์ได้

หัวใจสำคัญคืออิเล็กโทรไลต์ช่วยให้ไฮไดรด์ไอออนเคลื่อนที่ได้รวดเร็วในอุณหภูมิห้อง จากนั้นเซลล์ต้องใช้ความร้อนเพียงระดับปานกลางเพื่อให้ปฏิกิริยาของแมกนีเซียมไฮไดรด์ดำเนินต่อไป โดยไม่สิ้นเปลืองพลังงาน อุณหภูมิต่ำกว่า 100°C ช่วยให้การออกแบบเครื่องทำความร้อน ฉนวน ซีล และมาตรการความปลอดภัยง่ายกว่าระบบที่ต้องใช้ความร้อนหลายร้อยองศาเซลเซียส ความร้อนที่ใช้ในระดับต่ำยังทำให้การเชื่อมต่อระบบความร้อนทำได้ง่ายขึ้น ความร้อนทิ้งจากชุดเซลล์เชื้อเพลิงหรือเครื่องยนต์อาจช่วยรักษาเซลล์กักเก็บให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิทำงานได้

การผันกลับได้มีความสำคัญต่อการใช้งานจริง ทีมวิจัยรายงานว่าสามารถกักเก็บและปล่อยไฮโดรเจนซ้ำได้เต็มความจุที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งวิธีใช้ความร้อนหรืออิเล็กโทรไลต์เหลวก่อนหน้านี้ยังทำไม่ได้ การผสานความหนาแน่นพลังงานสูง อุณหภูมิต่ำลง และการชาร์จคายประจุซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอ ทำให้แนวคิดนี้ขยับจากผลงานในห้องปฏิบัติการไปสู่แพลตฟอร์มที่ผู้พัฒนาสามารถนำไปใช้ในยานพาหนะหรืออุปกรณ์กักเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่

การใช้งานที่เป็นไปได้ ตั้งแต่ยานพาหนะถึงระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้า

ยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนบนท้องถนนต้องการระบบกักเก็บที่กะทัดรัด ปลอดภัย น้ำหนักเบา และมีประสิทธิภาพ ระบบกักเก็บของแข็งที่ทำงานใกล้จุดเดือดของน้ำอาจช่วยลดภาระจากถังแรงดันสูง โมดูลแบตเตอรี่ไฮโดรเจนอาจชาร์จที่สถานีด้วยการดูดซับไฮโดรเจนที่ผลิต ณ สถานที่นั้น แล้วปล่อยก๊าซตามต้องการเพื่อป้อนให้ชุดเซลล์เชื้อเพลิง การออกแบบของแข็งแบบผันกลับได้ช่วยลดความจำเป็นในการใช้ระบบทำความเย็นจัดหรือแรงดันสูงมากที่ซับซ้อน ซึ่งอาจช่วยลดต้นทุนและเพิ่มทางเลือกในการจัดวางสำหรับรถยนต์ รถบรรทุก และรถโดยสาร

ในภาคพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่ไฮโดรเจนเข้ากันได้ดีกับแหล่งพลังงานที่ผลิตไม่ต่อเนื่อง ไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์หรือลมสามารถขับเคลื่อนเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์เพื่อผลิตไฮโดรเจนในช่วงที่มีไฟฟ้าเหลือเฟือ แบตเตอรี่ไฮโดรเจนสามารถดูดซับและกักเก็บก๊าซไว้ที่แรงดันต่ำ แล้วปล่อยออกมาใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงหรือกังหันในช่วงที่มีความต้องการสูงหรือผลิตพลังงานหมุนเวียนได้น้อย แนวทางนี้เหมาะกับไมโครกริด ระบบที่แยกจากโครงข่ายหลัก และสถานที่ห่างไกลซึ่งไม่เหมาะกับการติดตั้งถังเก็บขนาดใหญ่

ผู้ใช้งานภาคอุตสาหกรรมต้องการแหล่งไฮโดรเจนที่เชื่อถือได้และยืดหยุ่น การผลิตเหล็ก แอมโมเนีย และการกลั่นน้ำมันต้องมีการจ่ายไฮโดรเจนอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาเสถียรภาพของกระบวนการ ระบบกักเก็บของแข็งแบบโมดูลาร์ช่วยสำรองไฮโดรเจนเพื่อรองรับความผันผวนระยะสั้นของอุปทานและการผลิต การทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าและโครงสร้างแบบของแข็งอาจช่วยให้ติดตั้งภายในโรงงานได้ง่ายขึ้น และลดอุปสรรคในการขออนุญาตเมื่อเทียบกับการจัดเก็บแบบทำความเย็นจัด

โฆษณา

ความท้าทายด้านวิศวกรรมและการขยายการผลิต

การรักษาเซลล์ไว้ใกล้ 90°C ทำได้ง่ายกว่าการเดินระบบที่ 300°C แต่ก็ยังต้องมีการจัดการความร้อน ผู้ออกแบบต้องเพิ่มเครื่องทำความร้อน ฉนวน และระบบควบคุมเพื่อรักษาอุณหภูมิในสภาพอากาศหนาว และป้องกันความร้อนสูงเกินไปในสภาพอากาศร้อน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วระหว่างการชาร์จและคายประจุต้องได้รับการจัดการอย่างรอบคอบ เพื่อไม่ให้วัสดุแตกร้าวหรือเสื่อมสภาพ

วัสดุและกระบวนการผลิตจะมีความสำคัญ อิเล็กโทรไลต์เป็นไฮไดรด์หลายองค์ประกอบที่ไวต่อออกซิเจนและความชื้น การผลิตผงที่มีสัดส่วนองค์ประกอบ ขนาดอนุภาค และความบริสุทธิ์เหมาะสม รวมถึงการขึ้นรูปแผ่นกั้นที่แน่นหนาและปราศจากตำหนิ จำเป็นต้องควบคุมสภาพแวดล้อมและตรวจสอบคุณภาพ แมกนีเซียมไฮไดรด์ทำปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจนได้ง่าย การออกแบบชุดแบตเตอรี่จึงต้องป้องกันไม่ให้อากาศและความชื้นเข้าไป อีกประเด็นที่ต้องทดสอบคือความทนทานเชิงกลเมื่อปริมาตรเปลี่ยนระหว่างการชาร์จและคายประจุ เนื่องจากไฮไดรด์ขยายและหดตัว ผู้พัฒนาจะต้องศึกษาเคลือบผิว สารยึดเกาะ และการควบคุมแรงกดในชุดเซลล์ เพื่อลดความต้านทานและยืดอายุการใช้งาน

การผสานระบบเข้าด้วยกันยังต้องตอบโจทย์ความปลอดภัยเกี่ยวกับไฮโดรเจนตามมาตรฐาน อุปกรณ์จัดการก๊าซต้องป้องกันการรั่วไหลและระบายก๊าซได้อย่างปลอดภัย เซนเซอร์ วาล์ว และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต้องทำงานร่วมกับชุดกักเก็บของแข็ง เพื่อให้ระบบโดยรวมเป็นไปตามข้อกำหนดและมาตรฐาน ขนาด น้ำหนัก และต้นทุนจะเป็นตัวกำหนดแนวทางการใช้งานในยานพาหนะ ส่วนการใช้งานแบบอยู่กับที่ต้องกำหนดขนาดอุปกรณ์ประกอบ ตั้งแต่เครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ไปจนถึงเซลล์เชื้อเพลิงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง เพื่อให้ประสิทธิภาพการหมุนเวียนพลังงานไปกลับเหนือกว่าทางเลือกอื่น โครงการนำร่องที่ขยายขนาดขึ้นเป็นลำดับจะมีความสำคัญต่อการตรวจสอบประสิทธิภาพระยะยาวและความต้องการในการบำรุงรักษา

โฆษณา

เปรียบเทียบกับทางเลือกการจัดเก็บแบบอื่น

ระบบก๊าซอัดมีโครงสร้างไม่ซับซ้อน แต่ต้องแลกกับพลังงานที่ใช้ในการอัดและถังที่แข็งแรงทนทานแต่น้ำหนักมาก ไฮโดรเจนเหลวกักเก็บพลังงานได้หนาแน่น แต่ต้องใช้อุปกรณ์ทำความเย็นจัดและจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียจากการระเหย แบตเตอรี่ไฮโดรเจนเปลี่ยนจุดแลกเปลี่ยนดังกล่าว โดยใช้ความร้อนระดับปานกลางและไฟฟ้าในการขับเคลื่อนไฮไดรด์ไอออน และกักเก็บไฮโดรเจนในของแข็งที่มีความจุสูง การไม่ต้องใช้อุปกรณ์ทำความเย็นจัดหรือภาชนะรับแรงดันสูงมากอาจช่วยให้การประเมินความปลอดภัยง่ายขึ้นและลดภาระพลังงานของอุปกรณ์ประกอบ

วัสดุกักเก็บของแข็งชนิดอื่น เช่น ไฮไดรด์เชิงซ้อนอย่างอะลานาตหรือโบโรไฮไดรด์ มักต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา และยังทำงานที่อุณหภูมิสูงพร้อมจลนพลศาสตร์ที่ช้า แมกนีเซียมไฮไดรด์มีน้ำหนักเบาและพบได้มาก การจับคู่กับวัสดุนำไฮไดรด์ไอออนที่เคลื่อนที่ได้รวดเร็วช่วยเปลี่ยนขั้นตอนที่จำกัดอัตราปฏิกิริยา อิเล็กโทรไลต์จัดการการเคลื่อนย้ายไอออน ส่วนความร้อนระดับปานกลางช่วยสนับสนุนปฏิกิริยาทางเคมีในการปล่อยและรับไฮโดรเจน การแบ่งหน้าที่เช่นนี้เป็นกุญแจที่ทำให้ใช้ความจุได้เต็มที่ในอุณหภูมิที่เข้าถึงได้

สิ่งที่ควรจับตาในระยะต่อไป

หมุดหมายต่อไปคือการทำซ้ำผลการทดลองโดยหน่วยงานอิสระ และการขยายขนาดให้ใหญ่กว่าเซลล์ทดลองขนาดเล็ก เซลล์และชุดเซลล์ขนาดใหญ่ขึ้นต้องแสดงความจุและการผันกลับได้ในระดับเดียวกัน พร้อมทำงานได้อย่างเสถียรผ่านรอบการใช้งานหลายร้อยหรือหลายพันรอบ ภาคอุตสาหกรรมจะจับตาความสามารถในการรองรับการชาร์จและคายประจุอย่างรวดเร็ว การตอบสนองต่อการเปิดปิดระบบเป็นช่วง ๆ และความปลอดภัยเมื่อใช้งานผิดสภาวะอย่างใกล้ชิด

เส้นทางสู่เชิงพาณิชย์มักขึ้นอยู่กับความร่วมมือ ผู้ผลิตรถยนต์ ผู้พัฒนาพลังงาน และผู้จัดหาก๊าซอุตสาหกรรมจะพิจารณาต้นทุนต่อไฮโดรเจนที่กักเก็บหนึ่งกิโลกรัม ประสิทธิภาพพลังงานของระบบตลอดการชาร์จและคายประจุ และความต้องการในการบำรุงรักษา หากกระบวนการผลิตอิเล็กโทรไลต์และอุปกรณ์ของชุดแบตเตอรี่ได้รับการกำหนดมาตรฐาน และพิสูจน์ได้ว่ามีอายุการใช้งานยาวนาน เทคโนโลยีนี้อาจก้าวสู่โครงการนำร่องที่ผสานเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ โมดูลแบตเตอรี่ไฮโดรเจน และเซลล์เชื้อเพลิงเข้าด้วยกันในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง

ประเด็นสำคัญ

  • นักวิจัยญี่ปุ่นรายงานการพัฒนาแบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่ทำงานได้ที่ประมาณ 90°C ซึ่งต่ำกว่าระบบแมกนีเซียมไฮไดรด์รุ่นก่อนที่ต้องใช้ 300 ถึง 400°C มาก
  • เซลล์นี้ใช้แมกนีเซียมไฮไดรด์เป็นแอโนด ก๊าซไฮโดรเจนเป็นแคโทด และอิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่นำไฮไดรด์ไอออนได้รวดเร็ว
  • อิเล็กโทรไลต์ Ba0.5Ca0.35Na0.15H1.85 มีโครงสร้างแบบ anti alpha AgI ที่ช่วยให้การนำไอออนสูงในอุณหภูมิห้อง
  • การทดสอบทำได้ถึงความจุตามทฤษฎีของแมกนีเซียมไฮไดรด์ที่ประมาณ 2,030 mAh ต่อกรัม เทียบเท่ากับไฮโดรเจน 7.6 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก
  • การทำงานต่ำกว่า 100°C ช่วยลดการสูญเสียพลังงาน และทำให้การจัดการความร้อน ซีล และมาตรการความปลอดภัยง่ายกว่าระบบที่ใช้ความร้อนสูง
  • วงจรที่ผันกลับได้ช่วยให้กักเก็บและปล่อยไฮโดรเจนซ้ำได้ โดยไม่ต้องใช้ความร้อนสูงมากอย่างวิธีใช้ความร้อนแบบเดิม
  • การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ โมดูลกักเก็บสำหรับยานพาหนะ ระบบกักเก็บพลังงานระดับโครงข่ายที่ทำงานร่วมกับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ และระบบสำรองไฮโดรเจนในภาคอุตสาหกรรม
  • ความท้าทายสำคัญ ได้แก่ การจัดการความร้อน การป้องกันอากาศและความชื้น อายุการใช้งาน การผลิต และการผสานระบบ
  • ผลงานนี้นำโดย ดร. ทาคาชิ ฮิโรเสะ ร่วมกับผู้ช่วยศาสตราจารย์ นาโอกิ มัตสึอิ และศาสตราจารย์ประจำสถาบัน เรียวจิ คันโนะ จากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียว
  • ผลการศึกษาตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 18 กันยายน 2025 และขั้นต่อไปจะเป็นการทำซ้ำผลและทดสอบการขยายขนาด
แชร์บทความนี้

เรื่องที่คุณอาจชอบ