มหาวิทยาลัยชิงหัวทำลายกำแพงเทคโนโลยีแบตเตอรี่สถานะแข็งจากโปรตีนถั่วเหลือง - วัสดุสีเขียวบรรลุการทำงานอายุยาวในอุณหภูมิสูง

ข่าว SMM วันที่ 5 พฤศจิกายน:
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ได้พัฒนาสารนำไฟฟ้าแบบของแข็งประสิทธิภาพสูงโดยใช้โปรตีนถั่วเหลืองที่สามารถทดแทนได้ วัสดุนี้สร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่แข็งแรงและยืดหยุ่น ทำให้แบตเตอรี่สามารถทำงานอย่างเสถียรได้มากกว่า 800 รอบที่อุณหภูมิ 120°C พร้อมกับลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก เปิดทางใหม่สำหรับแบตเตอรี่สีเขียวรุ่นต่อไป

ประเด็นสำคัญ：นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ได้พัฒนาสารนำไฟฟ้าแบบของแข็งประสิทธิภาพสูงโดยใช้โปรตีนถั่วเหลืองที่สามารถทดแทนได้ วัสดุนี้สร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่แข็งแรงและยืดหยุ่น ทำให้แบตเตอรี่สามารถทำงานอย่างเสถียรได้มากกว่า 800 รอบที่อุณหภูมิ 120°C พร้อมกับลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก เปิดทางใหม่สำหรับแบตเตอรี่สีเขียวรุ่นต่อไป

ประเด็นสำคัญ: นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ได้นำโปรตีนถั่วเหลืองที่สามารถทดแทนได้มาใช้ในการพัฒนาสารนำไฟฟ้าแบบของแข็งประสิทธิภาพสูง วัสดุนี้สร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่แข็งแรงและยืดหยุ่น ทำให้แบตเตอรี่สามารถทำงานอย่างเสถียรได้มากกว่า 800 รอบที่อุณหภูมิ 120°C พร้อมกับลดผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ซึ่งเป็นการเปิดทางใหม่สำหรับแบตเตอรี่สีเขียวรุ่นต่อไป

เมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน 2025 ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาสารนำไฟฟ้าแบบของแข็งที่มีนวัตกรรมโดยใช้โปรตีนถั่วเหลือง ซึ่งคาดว่าจะให้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพและอายุการใช้งานยาวนานสำหรับแบตเตอรี่รุ่นต่อไป
"งานวิจัยของเราส่งเสริมการใช้วัสดุไบโอแมสที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแบตเตอรี่" ศาสตราจารย์เชน หยาง หนึ่งในผู้เขียนบทความกล่าว "เมื่อเทียบกับสารนำไฟฟ้าแบบดั้งเดิม สารนำไฟฟ้าที่เราพัฒนาโดยใช้โปรตีนถั่วเหลืองไม่เพียงแต่ลดการผลิตของเสียเท่านั้น แต่ยังลดผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก"


ข้อดี: โปรตีนถั่วเหลืองเป็นทรัพยากรที่สามารถทดแทนได้ มีคุณสมบัติคือราคาถูก ไม่มีพิษ และสามารถย่อยสลายได้ ทีมนักวิจัยได้ปรับปรุงความสามารถในการนำประจุไอออนผ่านการดัดแปลงทางเคมี และโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่เกิดขึ้นมีทั้งความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ตอบสนองความต้องการทางกลของสารนำไฟฟ้าแบบของแข็งได้อย่างสมบูรณ์
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่แบบของแข็งที่ประกอบขึ้นโดยใช้สารนำไฟฟ้านี้มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยม: สามารถทำงานอย่างเสถียรได้ 2,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 60°C; แม้กระทั่งที่อุณหภูมิ 120°C ยังคงรักษาความจุเริ่มต้นไว้ 75% หลังจากการชาร์จ-ปล่อยประจุ 800 รอบ คุณสมบัตินี้ทำให้มีข้อได้เปรียบเฉพาะในสถานการณ์การใช้งานที่อุณหภูมิสูง ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมมีปัญหาในการเสื่อมสภาพและการเสี่ยงด้านความปลอดภัยเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 60°C
โปรตีนถั่วเหลืองอิเล็กโทรไลต์สร้างชั้นอินเทอร์เเฟซที่บางและเสถียรสม่ำเสมอกับอิเล็กโทรด และความยืดหยุ่นที่ดีของมันช่วยรองรับการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรระหว่างรอบการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นการแก้ปัญหาอุตสาหกรรมเรื่องการเสื่อมสมรรถนะของแบตเตอรี่ที่เกิดจากความไม่เสถียรของอินเทอร์เฟซโดยพื้นฐาน
ข้อมูลการประเมินวงจรชีวิตยืนยันว่าว่าผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวัสดุตลอดกระบวนการเตรียมทั้งหมดต่ำกว่าอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์อื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ ขณะเดียวกันยังปลดปล่อยสารประกอบที่เป็นพิษและระเหยได้น้อยกว่าในระหว่างการใช้งาน
ความท้าทาย: ความสามารถในการขยายขนาดการผลิต; ข้อได้เปรียบ: เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด

ตามการคาดการณ์ของ SMM คาดว่าว่าการจัดส่งแบตเตอรี่แบบออล-โซลิด-สเตตจะแตะ 13.5 กิกะวัตต์-ชั่วโมงภายในปี 2571 ขณะที่การจัดส่งแบตเตอรี่กึ่งออล-โซลิด-สเตตคาดว่าจะสูงถึง 160 กิกะวัตต์-ชั่วโมง ภายในปี 2573 ความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วโลกคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 2,800 กิกะวัตต์-ชั่วโมง โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีตั้งแต่ปี 2567 ถึง 2573 สำหรับความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในรถยนต์ไฟฟ้า ระบบกักเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอยู่ที่ประมาณ 11%, 27% และ 10% ตามลำดับ อัตราการแพร่กระจายของแบตเตอรี่โซลิด-สเตตทั่วโลกคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 0.1% ในปี 2568 และคาดว่าจะสูงถึงประมาณ 4% สำหรับแบตเตอรี่ออล-โซลิด-สเตตภายในปี 2570 ภายในปี 2578 อัตราการแพร่กระจายของแบตเตอรี่โซลิด-สเตตทั่วโลกอาจเข้าใกล้ 10%

**หมายเหตุ:** สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมหรือข้อสงสัยเกี่ยวกับการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิด-สเตต กรุณาติดต่อ:
โทรศัพท์: 021-20707860 (หรือเว็บไซต์: 13585549799)
ติดต่อ: เ เฉาเซิ่ง หยาง ขอบคุณ!