การพัฒนาต้นแบบเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงานรีดอกซ์แบตเตอรี่ by ERDI CMU
การพัฒนาต้นแบบเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงานรีดอกซ์แบตเตอรี่ที่ใช้กรดไฮโครคลอริกเป็นสารทำงานจากพลังงานไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์
เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากปัจจุบันประชาชนได้มีการตื่นตัวและให้ความสนใจในการอนุรักษ์พลังงานเพิ่มมากขึ้น ซึ่งมีผลมาจากการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดของสภาวะแวดล้อมและสภาอากาศที่ผิดแปลกอกไปจากเดิม โดยประชาชนจะหันมาให้ความสนใจในการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพิ่มมากขึ้นเช่น จากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์, พลังงานน้ำ และพลังงานจากแหล่งชีวมวล เป็นต้น
ปัจจุบัน การใช้พลังงานไฟฟ้าที่ได้จากการผลิตจากแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นแหล่งพลังงานหลัก ซึ่งจะทำให้เกิดมลพิษขึ้นในกระบวนการผลิตเช่น การใช้ถ่านหิน เป็นต้น อีกทั้งยังมีราคาต่อหน่วยที่สูงขึ้นเรื่อยๆ จึงได้เห็นความสำคัญของการนำไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนมาใช้ทดแทน แต่ด้วยข้อจำกัดบางอย่างเช่น พลังงานแสงอาทิตย์จะสามารถใช้ได้เพียงแค่เวลากลางวัน ดังนั้น จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีในการกักเก็บพลังงานมาช่วยในการใช้งานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน และทำการออกแบบระบบกักเก็บพลังงานที่เป็นแบตเตอรี่แบบไหลหรือ รีดอกซ์แบตเตอรี่ซึ่งเป็นระบบกักเก็บพลังงานรูปแบบหนึ่ง
โดยได้ออกแบบรีดอกซ์แบตเตอรี่ไว้ที่ความจุ 500 วัตต์ และใช้สารทำงานเป็นกรดไฮโดรคลอริกหรือ HCl ซึ่งเป็นกรดที่หาซื้อได้ง่าย โดยได้เริ่มทดสอบการทำงานเบื้องต้นกับรีดอกซ์แบตเตอรี่แบบเซลล์เดี่ยว ที่มีพื้นที่ทำปฏิกิริยา 25 ตารางเซนติเมตร และ 49 ตารางเซนติเมตร เพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานในการออกแบบหอเซลล์รีดอกซ์ขนาด 500 วัตต์ ผลการทดสอบพบว่าที่เซลล์รีดอกซ์ 25 ตารางเซนติเมตร พบว่าประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในการทำงานอยู่ที่ ความเข้มข้นของ HCl ที่ 2 โมลาริตี อัตราการไหล 400 มิลิลิตร/นาที ได้กำลังไฟฟ้าอยู่ที่ 77.9 มิลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ที่ความหนาแน่นกระแส 100 มิลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร และเมื่อขยายพื้นที่ทำปฏิกิริยาเป็น 49 ตารางเซนติเมตร จะสามารถเพิ่มกำลังไฟฟ้าได้เป็น 98.1 มิลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร
จากนั้น ทำการประกอบหอเซลล์รีดอกซ์แบตเตอรี่ขนาด 100 วัตต์ ได้กำลังไฟฟ้าอยู่ที่ 51.98 วัตต์ที่กระแส 8 แอมป์ และเมื่อประกอบหอเซลล์ขนาด 500 วัตต์ จะได้กำลังไฟฟ้า 190.74 วัตต์ที่กระแส 7 แอมป์ ซึ่งสาเหตุที่ทำให้ได้กำลังไฟฟ้าได้ไม่ตรงตามที่ออกแบบสาเหตุหลักเกิดจากการกัดกร่อนของ HCl ที่ทำลายช่องทางการไหลที่เป็นแกรไฟต์จนเสียรูปไปหมด ดังนั้น ในการพัฒนาระบบกักเก็บพลังงานชนิดแบตเตอรี่รีดอกซ์ต่อไปในอนาคต อาจจะต้องหาสารทำงานที่มีการกัดกร่อนน้อยกว่า HCl มาเป็นสารทำงานแทน
