เมื่อพูดถึงยานยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicle) หรือที่เรียกย่อๆ ว่า EV นั้น สิ่งแรกที่เรามักจะพูดถึงคือ มันจะวิ่งได้นานเท่าไร หรือจะวิ่งได้ไกลเท่าไร ซึ่งสมรรถนะข้อนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานนั่นก็คือ แบตเตอรี่สำรอง (Power Bank) นั่นเอง แต่อย่างไรก็ตาม ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน ก็ยังคงไม่สามารถตอบโจทย์ที่กล่าวมาข้างต้นได้ทั้งหมด ยังคงต้องหาคำตอบเพิ่มและอีกคำตอบหนึ่งที่จะมาช่วยทำให้รถยนต์ไฟฟ้าวิ่งได้ไกลและนานขึ้นก็คือ ต้องนำเอาพลังงานที่สูญเสียกลับมาหมุนเวียนใช้ให้ได้มากที่สุด เช่น เมื่อรถเบรกและเร่งออกตัว โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Supercapacitor หรือตัวเก็บประจุยิ่งยวด

เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยทั่วโลกต่างแข่งขันกันวิจัยเพื่อสร้างตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยใช้องค์ความรู้ด้านวัสดุนาโน ตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่ใช้อยู่ในปัจจุบันส่วนมากจะใช้คาร์บอนที่มีรูพรุนสูงจุ่มลงไปในอิเล็กโตรไลท์เหลวทำให้มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (Low Energy density) โดยปกติแล้วอยู่ที่ประมาณ 5-8 วัตต์ ชั่วโมงต่อลิตร ทำให้ต้องชาร์จไฟบ่อยครั้ง หนึ่งในวัสดุที่ถูกนำมาใช้เพิ่มประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุยิ่งยวดมากที่สุดในปัจจุบันคือ กราฟีน (Graphene) ซึ่งเป็นวัสดุคาร์บอนที่มีโครงสร้างแบบสองมิติ

นักวิจัยทั่วโลกสนใจนำกราฟีน (Graphene) มาใช้เป็นขั้วไฟฟ้าอิเล็กโทรด ล่าสุดนักวิจัยชาวออสเตรเลียจากมหาวิทยาลัย Monarch ก็ได้ทดลองสร้างตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวดจากกราฟีน ซึ่งทำให้ได้ความหนาแน่นของพลังงานประมาณ 60 วัตต์ ชั่วโมงต่อลิตร ซึ่งเทียบเท่ากับแบตเตอรี่รถยนต์แบบตะกั่วกับกรดที่เราคุ้นเคยกันดี

หรือเมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิจัยจาก UCLA ได้สร้างตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวดจากกราฟีน (Graphene)ที่เก็บประจุได้สูงกว่าถ่านกัมมันต์ถึง 20 เท่าและคายพลังงานได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออนประมาณ 100 เท่า และยังมีอีกหลายกลุ่มวิจัยทั่วโลกที่ยังมีการพัฒนาต่อไปเพื่อให้ความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้นเรื่อยๆ จนในที่สุด เราอาจจะไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไออนอีกเลยในรถยนต์ไฟฟ้า

การแข่งขันกันวิจัยและพัฒนาตัวเก็บประจุยิ่งยวดนี้ ทำให้หลายประเทศทุ่มเงินวิจัยในด้านนี้เพื่อเป็นผู้ชนะในเกมส์นี้ เพราะขนาดของตลาดตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวดนี้สูงถึง 1,200 ล้านดอลลาร์หรือประมาณ 45,000 ล้านบาทในปีที่ผ่านมา (ข้อมูลจาก BCC Research) และคาดการณ์ว่าจะสูงถึง 2,100 ล้านดอลลาร์หรือประมาณ 100,000 ล้านบาทในปี 2561 (ข้อมูลจาก IDTechEX) ดังนั้น ไม่แปลกใจที่นักวิจัยทั่วโลกจะแข่งขันกันอย่างดุเดือด โดยนักวิจัยจากจีนมีการจดสิทธิบัตรในเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับตัวเก็บประจุแบบยิ่งยวดนี้มากที่สุดในโลก สูงถึงร้อยละ 25 ของทั้งโลก รองมาเป็นสหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส ญี่ปุ่นและเกาหลีใต้

ยิ่งถ้าเรามาดูในรายบริษัทที่มีการถือครองสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับ แบตสำรอง (Power Bank)ที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบยิ่งยวดมากที่สุดได้แก่ Samsung ถือครองสิทธิบัตรมากถึงร้อยละ 29 ของทั่วโลก และอันดับที่ 2 ถึง 4 ก็เป็นมหาวิทยาลัยในเกาหลี มีบริษัทสตาร์ทอัพมากมายที่พยายามที่จะสร้างตัวเก็บประจุยิ่งยวดด้วยวัสดุกราฟีน (Graphene)ออกมาจำหน่าย เช่น บริษัท Graphene Labs, Graphenex, Angstron Supercapacitor หวังว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวดจากกราฟีนจะสามารถทดแทนการใช้แบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้าในไม่ช้า เราจะได้ไม่ต้องพึ่งแบตเตอรี่และสามารถชาร์จไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว และตอบคำถามที่รอคอยคำตอบมานาน

Cr.ข่าวกรุงเทพธุรกิจ