MIT และทีมนานาชาติพัฒนาทำงานวิจัย และค้นพบเซลล์พลังงานไฟฟ้าแบบใหม่ Sodium‑Air Fuel Cell หรือ “เซลล์เชื้อเพลิงโซเดียม‑อากาศ” ที่สามารถให้พลังงานมากกว่า 1,000 Wh/kg — สูงกว่าแบตเตอร์ลิเทียม‑ไอออนที่ใช้ในรถ EV ปัจจุบันถึง 3 เท่า

การขับเคลื่อนอากาศยานด้วยพลังงานไฟฟ้ายังคงเป็นความท้าทายของวงการวิศวกรรมอากาศยาน เพราะข้อจำกัดเรื่องน้ำหนักของแบตเตอรี่และความจุพลังงานที่ไม่สอดคล้องกัน ทำให้ปัจจุบันยังไม่มีอากาศยานที่สามารถขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าได้ทั้งหมด

แบตเตอรี่ลิเทียม‑ไอออนรุ่นดีที่สุดในรถยนต์ไฟฟ้าวันนี้เก็บพลังงานได้ราว 300 Wh/kg เท่านั้น ซึ่งอุตสาหกรรมการบินมองว่าแบตเตอรี่และพลังงานที่เหมาสมสำหรับการพาเครื่องบินพาณิชย์ขึ้นสู่ท้องฟ้าได้ ควรสะสมและให้พลังงานได้ อย่างน้อย 1,000 Wh/kg

Sodium‑Air Fuel Cell คืออะไร?

เซลล์พลังงานชนิดนี้ทำงานคล้ายแบตเตอรี่ แต่เลือกใช้ “อากาศ” เป็นแหล่งออกซิเจน (ขั้วบวก) และ “โซเดียมเหลว” เป็นแหล่งพลังงาน (ขั้วลบ) โดยมีแผ่นเซรามิกแข็งเป็นอิเล็กโทรไลต์คั่นกลางให้ไอออนโซเดียมเคลื่อนผ่านได้ ส่วนอากาศไหลผ่านขั้วพรุนด้านนอกเพื่อเข้าทำปฏิกิริยากับโซเดียม จนเกิดพลังงานไฟฟ้า ซึ่งทางทีมวิจัยพบข้อดีหลายข้อเกี่ยวกับแหล่งพลังงานชนิดใหม่นี้

  • ความจุที่สูงกว่าแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้ากว่า 3 เท่า
  • สามารถเปลี่ยนแพ็กของแหล่งพลังงานได้เร็ว คล้ายกับการเติมน้ำมัน
  • ปราศจากคาร์บอน 
  • ความปลอดภัยมากขึ้น จากการแผ่นเซรามิกแข็งเป็นอิเล็กโทรไลต์คั่นกลาง และสัดส่วนของสารเคมีในเซลล์พลังงาน ลดความเสี่ยงการเกิดปฏิกิริยารุนแรงหากอุปกรณ์เสียหาย
  • ต้นทุนที่ถูกกว่า เมื่อเทียบแร่หายาก อย่างลิเธียม-โคบอลต์ที่มีราคาสูง

ศักยภาพสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์

ทีมวิจัยได้ตั้งสตาร์ตอัป Propel Aero (ใน The Engine, MIT) เพื่อพัฒนา Sodium‑Air Fuel Cell ขนาดเท่าก้อนอิฐ ที่สามารถกำลังไฟฟ้า ≈ 1 kWh สำหรับโดรนทางการเกษตรภายใน 1 ปี พร้อมวางเป้าขยายสเกลสู่เครื่องบินสำหรับเส้นทางในภูมิภาค เรือ และรถไฟ

หากเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงโซเดียม‑อากาศก้าวข้ามจากห้องแล็บสู่สนามบินได้จริง เราอาจได้เห็น “เครื่องบินไฟฟ้าน้ำหนักเบา ปราศจากคาร์บอน” ซึ่งอาจเปลี่ยนโฉมหน้าการเดินทางด้วยอากาศยาน ในรูปแบบเดียวกับกระแสของรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน