แบตเตอรี่เสริมกราฟีน: อนาคตอยู่ที่นี่แล้ว

แม้เทคโนโลยีแบตเตอรี่จะพัฒนาทีละน้อยในไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ก็กำลังเผชิญปัญหาในการตอบสนองความต้องการของสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่ ข้อจำกัดด้านพื้นที่และความซับซ้อนของการทนทานการชาร์จ/ปลดชาร์จ ทำให้คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์ Li-Ion กลายเป็นความสะดวกที่เราจ่ายค่าใช้จ่ายในรูปของอายุแบตเตอรี่เพียงหลายชั่วโมง และรอบการชาร์จที่ยาวนาน ในไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการผลิตกราฟีน ได้ผลิตแบตเตอรี่พาวเวอร์แบงก์เสริมกราฟีนที่พร้อมขายเป็นการค้าเป็นครั้งแรก ซึ่งสัญญาว่าจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้บ้าง

กราฟีนทำอะไรได้?

กราฟีนคือชั้นคาร์บอนเดี่ยว แม้ทำจากสิ่งเดียวกับกราฟไอท์ในดินสอ แต่เนื่องจากบางมาก จนครอบครองพื้นที่ประมาณสองมิติ มันจึงทำหน้าที่เป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ของไฟฟ้า สิ่งนี้มีค่ามาก เพราะวัสดุส่วนใหญ่ที่นำไฟฟ้ามีความต้านทานบางส่วน บังคับให้ใช้ปริมาตรมากขึ้น (เช่น สายทองแดงหนาสำหรับกระแสสูง) หรือวิธีอื่น (เช่น ติดฮีทซิงค์และพัดลมบนชิปทรงพลัง) เพื่อระบายความร้อน

ความต้านทานไฟฟ้าภายใน คือเหตุผลที่แบตเตอรี่ทุกประเภทมี "ขีดจำกัดการปลดชาร์จ" ที่ไม่สามารถข้ามได้ หน่วยขั้นสูงบางตัวปลดชาร์จได้ถึง 20 แอมแปร์ ทำให้ชาร์จ/ปลดชาร์จเร็วภายใต้แรงกดดันสูง แต่จะชนเพดานที่ทำให้อันตรายหรือเป็นไปไม่ได้

กราฟีนเพิ่มเพดานนี้สูงขึ้นอย่างน่าประทับใจ เนื่องจากขาดความต้านทานภายในเกือบหมด เนื่องจากเกิดความร้อนน้อยและระบายความร้อนที่ได้รับเร็ว ชั้นกราฟีนหลายชั้นข้ามแบตเตอรี่ ทำให้ทนทานต่อรอบชาร์จ/ปลดชาร์จหนักได้ดีขึ้น

สรุปง่ายๆ: ทฤษฎีแล้ว สามารถเสริมแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนด้วยกราฟีน ให้ชาร์จ/ปลดชาร์จที่กำลังไฟฟ้าสูงสุด 60 วัตต์ขึ้นไป ได้สบายๆ โดยไม่ส่งผลร้ายต่ออายุการใช้งาน จริงๆ ถ้าข้ออ้างถูกต้อง กราฟีนอาจทำให้แบตเตอรี่ทนรอบชาร์จได้มากกว่าปัจจุบัน

กราฟีนทำไม่ได้อะไร?

กราฟีนเป็น "ม้าลายเพียงลายเดียว" เราสนใจเพราะมันนำไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากกว่าซูเปอร์คอนดักเตอร์ที่เคยใช้ ทำจากธาตุทั่วไปในจักรวาล ไม่ต้องขุดทรัพยากรมีค่า แต่เทคโนโลยีแบตเตอรี่อุปกรณ์พกพา มีหลายความต้องการที่กดดันผู้ผลิตอยู่

อันดับหนึ่ง อุปกรณ์พกพาขั้นสูงส่วนใหญ่ เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และแล็ปท็อป กำลังเผชิญปัญหาความจุ มีขีดจำกัดการใช้งานจากแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน กราฟีนไม่ช่วยแก้ปัญหานี้

ดูดีกว่านั้น ความจุไม่ใช่ปัญหาใหญ่ เพราะความสามารถของกราฟีนช่วยดูดพลังงานจำนวนมาก ทำให้รอบการชาร์จสั้นลง และไม่เจ็บปวดสำหรับการใช้งานหนัก

ซื้อแบตเตอรี่เสริมกราฟีนได้ตอนนี้ไหม?

ต้นปี 2020 เมื่อตีพิมพ์นี้ มีบริษัทไม่กี่แห่งเป็นพ่อค้าพาวเวอร์แบงก์เสริมกราฟีน ระหว่างนั้น Elecjet Apollo Traveler และ Real Graphene G-Pro หรือ G-Max พาวเวอร์แบงก์ ความจุ 5,000 ถึง 20,000 mAh

ปัจจุบัน ยังไม่พบสมาร์ทโฟนที่ขายส่งพร้อมแบตเตอรี่เสริมกราฟีน หมายความว่าพาวเวอร์แบงก์เหล่านี้ชาร์จตัวเองเร็วเท่านั้น จะไม่ส่งกระแสเท่ากันไปสมาร์ทโฟน เพราะแบตเตอรี่ปกติจะเสียหายจากรอบชาร์จที่ 60 วัตต์ขึ้นไป พาวเวอร์แบงก์ทั้งหมดชาร์จเต็มในไม่เกินหนึ่งชั่วโมง ซึ่งน่าประทับใจกับความจุที่มันจุได้

ในอนาคต ผู้ผลิตโทรศัพท์อาจสังเกตผลิตภัณฑ์เหล่านี้ และเริ่มทำอุปกรณ์ที่รับกระแสระดับเดียวกันขณะชาร์จโดยไม่เสียหาย ตอนนี้ กำลังก้าวเป็นก้าวเล็กๆ ไปในทิศทางนั้น