คณะนักวิจัยจากจีนได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่มีขั้วไฟฟ้าเป็นสารประกอบอินทรีย์สามารถทำงานได้ที่ -70 องศาเซลเซียส เย็นกว่ามากกว่าอุณหภูมิซึ่งแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสูญเสียความสามารถส่วนใหญ่ที่จะนำและเก็บพลังงาน การค้นพบนี้เผยแพร่เมื่อ 28 กุมภาพันธ์ในวารสาร Joule สามารถช่วยวิศวกรพัฒนาเทคโนโลยีเหมาะสำหรับอากาศที่เย็นที่สุดของอวกาศหรือบริเวณที่เย็นจัดที่สุดบนโลก

ในขณะที่แบตเตอรี่ทั่วไปสามารถทำงานในอากาศที่เย็น แต่มีข้อจำกัด ส่วนใหญ่ทำงานได้เพียง 50 เปอร์เซ็นต์ของระดับที่เหมาะสมเมื่อมีอุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส และที่ -40 องศาเซลเซียส แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีความสามารถประมาณ 12 เปอร์เซ็นต์ของความสามารถที่อุณหภูมิห้อง มีข้อจำกัดมากขึ้นเมื่อให้แบตเตอรี่ทำงานในอวกาศซึ่งมีอุณหภูมิถึง -157 องศาเซลเซียส หรือทำงานในแคนาดาและรัสเซียซึ่งสามารถมีอุณหภูมิต่ำกว่า -50 องศาเซลเซียส

แต่คณะนักวิจัยค้นพบรูปแบบซึ่งสามารถทำงานได้แม้แบตเตอรี่อื่นไม่สามารถทำงาน ดร. Yong-yao Xia หนึ่งในคณะนักวิจัยกล่าวว่า เป็นที่รู้กันดีว่าทั้งอิเล็กโทรไลต์ (ตัวกลางทางเคมีซึ่งมีไอออนระหว่างขั้วไฟฟ้า) และขั้วไฟฟ้า (แคโทดมีประจุบวกและแอโนดมีประจุลบ) มีผลอย่างมากต่อการทำงานของแบตเตอรี่

เมื่ออากาศเย็นอิเล็กโทรไลต์ทั่วไปที่ใช้เอสเทอร์ (ester) ที่ใช้บ่อยๆ ในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนกลายเป็นตัวนำที่เฉื่อยและปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นที่รอยต่อของอิเล็กโทรไลต์และขั้วไฟฟ้าพยายามจะดำเนินต่อ หมายความว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนทำงานได้ไม่ดีในอากาศที่เย็นมาก

คณะนักวิจัยได้ทำการทดลองโดยใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้เอสเทอร์ (เอทิล อะซิเตท, ethyl acetate) ซึ่งมีจุดเยือกแข็งต่ำซึ่งทำให้สามารถนำประจุแม้แต่ที่อุณหภูมิต่ำมาก สำหรับขั้วไฟฟ้า คณะนักวิจัยใช้ 2 สารประกอบอินทรีย์ ได้แก่ขั้วแคโทดเป็น polytriphenylamine (PTPAn) และขั้วแอโนดเป็น 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA)-derived polyimide (PNTCDA)

Xia กล่าวว่าข้อดีจากการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ ethyl acetate และขั้วไฟฟ้าที่เป็นโพลิเมอร์อินทรีย์ ทำให้แบตเตอรี่ที่ recharge ได้นั้นสามารถทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำมากที่ -70 องศาเซลเซียส

ที่มา: Cell Press (2018, February 28). A lithium battery that operates at -70 degrees Celsius, a record low. ScienceDaily. Retrieved March 14, 2018, from https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180228131132.htm