โรงงานต้นแบบวิจัยแบตเตอรีวัสดุทางเลือกที่มีความปลอดภัยสูง
ในปัจจุบันระบบกักเก็บพลังงาน (Energy storage system) นั้นมีความจำเป็นและสำคัญอย่างยิ่งกับระบบพลังงานทดแทน (Renewable energy) ทั้งจากพลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม เพราะจะทำหน้าที่ช่วยในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้และช่วยเพิ่มความเสถียรของระบบไฟฟ้า และรูปแบบหนึ่งของอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่มีการประยุกต์ใช้งานอย่างแพร่หลายคือ แบตเตอรีลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้สมรรถนะที่ดีและได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน แต่อย่างไรก็ตามแบตเตอรีลิเธียมยังมีข้อจำกัดในการใช้งานอยู่บางประการ อาทิ ในเรื่องของความปลอดภัย ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความจำกัดของแหล่งวัตถุดิบและทรัพยากรที่ใช้
“ศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ สวทช.” หรือ NSD จึงเล็งเห็นว่าการจัดตั้งโรงงานต้นแบบ วิจัยแบตเตอรีวัสดุทางเลือกที่มีความปลอดภัยสูง (โรงงานต้นแบบฯ) สามารถเป็นโครงสร้างพื้นฐาน (Platform) สำหรับการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรีปลอดภัยทางเลือกใหม่เพื่อความมั่นคงและการใช้งานเชิงพาณิชย์ และสร้างให้เกิดอุตสาหกรรมแบตเตอรีทางเลือกในประเทศต่อไป
ความพร้อมทางด้านเทคโนโลยีและการบริการ
The pilot plant is as original design manufacture (ODM) which can manufacture production for industrial as well as develop alternative battery product by expert. The
โรงงานต้นแบบฯ สามารถรองรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรมและการพัฒนาผลิตภัณฑ์แบตเตอรีทางเลือกแบบครบวงจร แห่งเดียวในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยมีกำลังการผลิตขนาดไม่เกิน 1 เมกกะวัตต์ (ระดับต้นแบบ) บนพื้นที่ขนาด 732.4 ตารางเมตร พร้อมบุคลากรที่มีความรู้ความเชี่ยวชาญ ดำเนินการภายใต้ระบบมาตรฐานการบริหารงานคุณภาพโรงงาน ISO 9001 และการทดสอบความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์แบตเตอรี มอก.2217-2548 โดยการให้บริการของโรงงานต้นแบบฯ มีรูปแบบเบื้องต้นดังนี้
- วิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือวัสดุอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่ต้องดำเนินการในโรงงานต้นแบบฯ จากภาครัฐ ภาคเอกชน และ ผู้สนใจรับบริการทุกภาคส่วน
- ให้คำปรึกษา การผลิตสูตรและการพัฒนาแบตเตอรี และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitor)
- การบริหาร IP เช่น Fee จากถ่ายทอดเทคโนโลยี (Tech transfer : IP Licensing)
- การฝึกอบรม / การทดสอบผลิตภัณฑ์ / MA กระบวนการผลิต
โดยในแต่ละรูปแบบจะมีวัตถุประสงค์ และข้อตกลงที่แตกต่างกัน ตามข้อตกลงและความพึงพอใจของผู้รับบริการ
ผลิตภัณฑ์ที่ศูนย์ NSD กำลังวิจัยและพัฒนาในปัจจุบัน
1. แบตเตอรีสังกะสีไอออน (Zinc Ion Battery)
วัสดุหลักที่นำมาใช้คือ สังกะสีและแมงกานีสออกไซด์ โดยนำเทคโนโลยีกราฟีนเข้ามาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่น่าสนใจ โดยเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแล้ว แบตเตอรี่สังกะสีไอออนมีข้อดีที่เหนือกว่าในด้านความปลอดภัยและความมั่นคง เพราะเป็นแบตเตอรี่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากสามารถรีไซเคิลได้ถึง 90% ไม่ติดไฟและไม่เกิดการระเบิด อีกทั้ง “สังกะสี” ยังเป็นแร่ธาตุที่มีราคาถูกและมีมากตามธรรมชาติ จึงเหมาะแก่การนำมาประยุกต์ใช้ในระบบกักเก็บพลังงาน หรืออุปกรณ์ที่ต้องการความปลอดภัยสูงต่างๆ เช่น ยานพาหนะ อาคารบ้านเรือน ที่อยู่อาศัย ระบบไฟฟ้าสำรอง ระบบกริดไฟฟ้า รวมทั้งในการทหารและความมั่นคง
2.ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitor)
เป็นการใช้เทคโนโลยี Electric Double Layer Capacitor (EDLC) โดยใช้วัสดุที่เรียกว่า กราฟีน (Graphene) ซึ่งนำไฟฟ้าได้ดี เก็บประจุไฟฟ้าได้มากกว่าวัสดุอื่นๆ มีกําลังงานจําเพาะสูง (Power density) ทำให้ชาร์จประจุไฟฟ้าได้รวดเร็ว มีอายุใช้งานนาน มีความต้านทานเสมือนต่ำ ทำให้เมื่อต้องปล่อยประจุ ออกมาครั้งละมากๆ ส่งผลให้เกิดความร้อนน้อยจึงไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้งานนอกจากนี้ยังทนทานต่อการกัดกร่อนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สมบูรณ์แบบสำหรับแบตเตอรีในอนาคต
3. แบตเตอรีโซเดียมไอออน (Na Ion Battery)
วัสดุหลักที่นำมาใช้คือ โซเดียม โดยนำเทคโนโลยีกราฟีนเข้ามาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ โดยข้อดีของแบตเตอรีโซเดียมไอออน คือมีต้นทุนการผลิตโซเดียมไอออนต่ำกว่าการผลิตลิเธียมไอออน มีความหนาแน่นของพลังงานสูง สามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว ใช้งานในสภาวะที่อุณหภูมิต่ำได้ดี อีกทั้งยังมีความปลอดภัยสูง สามารถนำไปใช้งานในระบบของยานยนต์ไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียน เป็นต้น
