แบตเตอรี่สังกะสี ตอบความมั่นคงด้านพลังงาน

ในพื้นที่ห่างไกลไฟฟ้า อย่างเช่น บนดอย บนเกาะ หรือบางพื้นที่ที่ห่างไกลเมือง ในหลายประเทศ รวมถึงแอฟริกาต้องอาศัยไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ แต่ปัญหาคือ แสงอาทิตย์ไม่ได้มีตลอดทั้งวันทั้งคืน ขณะที่เรายังต้องการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลากลางคืน ดังนั้น แหล่งกักเก็บพลังงาน เช่น แบตเตอรี่ จึงเป็นที่ต้องการและมีความจำเป็น

แบตเตอรี่สำหรับกักเก็บพลังงานเพื่อใช้ในยามกลางคืนแบบนี้ ไม่จำเป็นต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา แต่ต้องสามารถเก็บและคายประจุได้นาน ใช้งานได้หลายสิบปี ทนทานและที่สำคัญคือ ราคาถูก ต้นทุนของแบตเตอรี่มากกว่าครึ่ง ก็คือ ต้นทุนของวัสดุที่ใช้ในการทำขั้วไฟฟ้า โดยเฉพาะวัสดุที่มีราคาแพงหาได้ยาก เช่น โลหะลิเธียม ซึ่งมีอยู่อย่างจำกัด ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ จึงทำให้แบตเตอรี่มีราคาแพงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ถ้าเราสามารถใช้วัสดุอื่นที่มีราคาถูกกว่ามาทดแทนธาตุลิเทียมในแบตเตอรี่ ก็จะลดต้นทุนของแบตเตอรี่ลงได้ โลหะที่สามารถทดแทนโลหะลิเธียมมีอยู่หลายชนิด แต่ที่น่าสนใจมากที่สุดคือ สังกะสี ซึ่งเป็นธาตุที่มีปริมาณมากในเปลือกโลก ในสหรัฐอเมริกามีปริมาณสำรองเป็นร้อยละ 5 และปริมาณการผลิตคิดเป็นร้อยละ 7 ของโลก แต่ในออสเตรเลียและจีนมีปริมาณสำรองสังกะสีรวมกันมากกว่าครึ่งหนึ่งของปริมาณสังกะสีทั้งโลก

ทุกๆ ปีสังกะสีถูกผลิตขึ้นประมาณ 12 ล้านตันทั่วโลก ซึ่งประมาณครึ่งหนึ่งถูกใช้ในอุตสาหกรรมชุบสังกะสีเพื่อป้องกันเหล็กจากการกัดกร่อน ส่วนใหญ่แล้วหลักๆ ของการใช้สังกะสีคือ อุตสาหกรรมก่อสร้างโดยทำเป็นหลังคา รางน้ำ ฯลฯ ถัดมาคือ การผลิตสังกะสีอัลลอยด์ไปใช้ในอุตสาหกรรมการฉีดขึ้นรูป เช่น ทำเป็นก๊อกน้ำ ประเทศไทยเราก็มีสังกะสีเป็นปริมาณมาก โดยเฉพาะที่ดอยผาแดง จ.ตาก ซึ่งเป็นแหล่งแร่สังกะสีทุติยภูมิ แหล่งใหญ่แห่งหนึ่งของโลกและเป็นแหล่งใหญ่ที่สุดในทวีปเอเชียเท่าที่ค้นพบได้ มีปริมาณสำรองประมาณ 4.2 ล้านเมตริกตัน มีการถลุงและผลิตอย่างครบวงจรโดยบริษัท ผาแดงอินดัสทรี จำกัด

ดังนั้น จึงจะเป็นประโยชน์มากถ้าสังกะสีจะถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบหลักทดแทนการใช้โลหะลิเธียม เพื่อลดต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ดังที่กล่าวไปแล้ว นอกจากนั้นยังเป็นการพึ่งพาตนเองในประเทศ ไม่ต้องนำเข้าแร่ลิเธียมซึ่งไม่มีในไทย โดยเฉพาะเพื่อความมั่นคงของประเทศ เช่น ในยามสงคราม เราจะสามารถผลิตแบตเตอรี่ขึ้นใช้ได้เองโดยใช้วัตถุดิบที่หาได้ภายในประเทศทั้งหมด ล่าสุด กองทัพบกสหรัฐอเมริกาและหน่วยงานวิจัยด้านมาตรฐานแห่งชาติ ร่วมวิจัยกับมหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์ทำการวิจัยแบตเตอรี่สังกะสีชนิดใช้น้ำเกลือเป็นอิเล็กโตรไลท์ได้สำเร็จ มีจุดเด่นคือสามารถเก็บพลังงานได้สูง โดยมีความหนาแน่นพลังงานสูงเทียบเท่ากับแบตเตอรี่แบบลิเธียมไอออนที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน แต่มีต้นทุนถูกกว่าเกือบ 3 เท่า โดยต้นทุนอยู่ที่ 100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ที่สำคัญกว่านั้นคือ มีความปลอดภัยสูง ไม่ระเบิดหรือติดไฟ เหมือนอย่างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งมีปัญหาก่อนหน้านี้ที่เกิดกับแบตเตอรี่ของโทรศัพท์มือถือแบรนด์ดัง

เราจึงควรหันมาวิจัยแบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้กันดีกว่าครับ ทั้งนี้เพื่อความมั่นคงของประเทศไทย

*ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ เมธีวิจัยอาวุโส สกว.