นับตั้งแต่โทรศัพท์มือถือได้รับความนิยม ความสำคัญของแบตเตอรี่ไฟฟ้าแบบชาร์จได้ก็มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องทั่วโลก ตามข้อมูลของ Wikipedia ในปี 2013 มีการใช้งานโทรศัพท์มือถือประมาณ 6.8 พันล้านเครื่องทั่วโลก (รวมถึงสมาร์ทโฟน) และ 97 คนจากทุกๆ 100 คนในโลกมีโทรศัพท์มือถืออย่างน้อยหนึ่งเครื่อง ตัวเลขเหล่านี้รวมถึงผู้ที่ยากจนที่สุดในหมู่พวกเราด้วย แม้ว่าผู้ใช้จำนวนมากไม่ได้ไปไกลกว่าแค่การโทรด้วยเสียง (และการส่งข้อความไม่บ่อยนัก) แต่ความพร้อมใช้งานของ ‘แอป’ (หรือแอปพลิเคชัน) ฟรี ที่ยอดเยี่ยมและใช้งานง่าย ซึ่งเพิ่มความหลากหลายและจำนวนเพิ่มขึ้นในแต่ละวัน กำลังค่อยๆ ดึงดูดผู้คนจำนวนมากในหมวดนี้ให้กลายเป็นผู้ใช้โทรศัพท์มือถือ ‘หลัก’ หลายๆ คนที่ใช้พีซีเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์หลักในปัจจุบัน ตระหนักดีว่าพีซีจะสละตำแหน่งผู้นำในโลกคอมพิวเตอร์ในไม่ช้า ก็เริ่มเปลี่ยนมาใช้สมาร์ทโฟนเช่นกัน ปัจจัยเหล่านี้คาดว่าจะส่งผลให้จำนวนผู้ใช้สมาร์ทโฟนเพิ่มขึ้น 35% ภายในปี 2563 (หรือผู้ใช้ 9.2 พันล้านคนทั่วโลก)
เมื่อสมาร์ทโฟนบางลง เบาขึ้น ฉลาดขึ้น ใช้จอแสดงผลขนาดใหญ่ขึ้น และอื่นๆ พวกเขาก็หันมาใช้พลังงานมากขึ้นเช่นกัน ดังนั้น ความต้องการแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและรวดเร็วเป็นพิเศษซึ่งอาจต้องชาร์จซ้ำหลายครั้งก่อนที่จะทิ้งลงถังขยะ เพื่อความสำเร็จของสมาร์ทโฟนในอนาคต
ยังมีการใช้งานที่สำคัญอื่นๆ อีกด้วย ซึ่งขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ที่ชาร์จเร็วเพื่อสุขภาพที่ดี ประการหนึ่งคืออุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ที่ได้รับความนิยมอย่างมาก ผู้ใช้คาดว่าเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่จะเทียบได้กับเวลาที่ใช้ในการเติมน้ำมันที่ปั๊มน้ำมันในปัจจุบัน ซึ่งก็คือประมาณ 4-5 นาที การใช้งานที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือในกริดอัจฉริยะ – สถานีจัดการพลังงานไฟฟ้าอัจฉริยะ ซึ่งมีการจัดการอินพุตของไฟฟ้าและกระแสไหลออกไปยังผู้ใช้ แบตเตอรี่ความจุสูงที่ชาร์จ/ระบายเร็วจำเป็นสำหรับเก็บพลังงานส่วนเกิน (เมื่อใดก็ตามที่อินพุตมีเกินความต้องการ) และปล่อยออกเมื่อใดก็ตามที่มีการขาดดุล สิ่งที่ค่อนข้างสำคัญน้อยกว่าแต่สำคัญก็คือแบตเตอรี่ชาร์จเร็วที่ใช้ในนาฬิกาอัจฉริยะ บ้านอัจฉริยะ และอุปกรณ์สุขภาพส่วนบุคคล (PHD)
เมื่อสองสามปีที่แล้ว เป็นที่ชัดเจนว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน) จะไม่เพียงพอต่อข้อกำหนดในอนาคตอย่างมาก มีช่องว่างกว้างมากระหว่างเทคโนโลยี Li-ion และแบตเตอรี่ที่คาดการณ์ไว้แห่งอนาคต ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่มีอะไรนอกจาก “การก้าวกระโดดควอนตัม” (หรือการปฏิวัติ) ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่จะเพียงพอ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมถึงแม้ยังไม่มีข่าวออกมา แต่การวิจัยที่เข้มข้นและบ้าคลั่งได้ถูกเปิดตัวในศูนย์ R&D ของมหาวิทยาลัยและองค์กรชั้นนำหลายแห่ง เพื่อค้นหาว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่อันสูงส่งแห่งอนาคตพร้อมคุณสมบัติต่างๆ เช่น เวลาในการชาร์จตามลำดับ เพียงไม่กี่นาทีหรือวินาที (ว้าว!) น้ำหนักลดลง (ลดลงเหลือครึ่งหนึ่งในกรณีของแบตเตอรี่ EV) ความจุที่มากขึ้น ความปลอดภัย (ไม่มีไฟไหม้และการระเบิดด้วยไฟฟ้า ชวนให้นึกถึงอุบัติเหตุเครื่องบินโบอิ้ง 787 ในปี 2013 ที่คาดไว้! ) ต้นทุนที่ลดลงอย่างมาก การจัดการที่ง่ายดาย และรอบเวลาเป็นพันถึงหมื่น!
การคิดถึงการบรรลุ “การก้าวกระโดดควอนตัม” ในด้านเทคโนโลยีในเวลา 1-2 ปีอาจทำให้หลายคนในชุมชนวิทยาศาสตร์ต้องตกตะลึงในอดีตที่ผ่านมา แต่ตอนนี้สิ่งต่าง ๆ เปลี่ยนไป! มนุษย์ได้ก้าวข้ามขอบเขตของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ด้วยการก้าวกระโดดอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในช่วงไม่กี่ครั้งที่ผ่านมานี้ นักวิจัยในปัจจุบันซึ่งนั่งอยู่ที่จุดสูงสุดของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ดูเหมือนจะเสนอวิธีแก้ปัญหาที่มีความหวังสูงได้เพียงแค่ใช้หมวกใบเดียว!
ต่อไปนี้คือรายชื่อเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดซึ่งอยู่ระหว่างการวิจัยในขณะที่เขียนบทความนี้ (หมายเหตุ: การวิจัยแบตเตอรี่แบบชาร์จเร็วในปัจจุบันเต็มไปด้วยเทคโนโลยีทางเลือกมากมายที่แข่งขันกันเพื่อชิงตำแหน่งที่ 1 ผู้เขียนไม่ได้พยายามนำเสนอรายการที่ละเอียดถี่ถ้วน เนื่องจากมีจำนวนเทคโนโลยีมากมาย แต่รายการด้านล่างนี้แสดงถึงสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งหมด ในความเห็นของเขา)