แบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จเต็มภายในหนึ่งนาทีและใช้ได้นานเป็นอาทิตย์

Supercapacitor-548x363

ทีมของนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย University of Central Florida (UCF) ได้พัฒนาเทคโนโลยี่ใหม่ที่สามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าและสามารถชาร์จได้มากกว่า 30,000 ครั้งโดยที่คุณภาพของการเก็บพลังงานไม่เสื่อมลงเลย และที่สำคัญถ้าใช้แบตเตอรี่นี้กับโทรศัพท์มือถือสามารถชาร์เต็มภายใน 1 นาทีและให้พลังงานเป็นอาทิตย์

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ได้ทำการศึกษาการใช้วัสดุนาโนเพื่อที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุพิเศษ (supercapacitors) โดยปกติตัวเก็บประจุจะต้องมีขนาดใหญ่ถ้าต้องการให้ตัวเก็บประจุพิเศษนี้มีความสามารถในการเก็บพลังไฟฟ้าให้เท่ากับแบตเตอรี่ที่ใช้ในมือถือในปัจจุบันซึ่งทำจากลิเธียมไอออน (lithium-ion)

นักวิทยาศาสตร์ได้ประยุกต์วัสดุชนิดใหม่ที่เรียกว่าวัสดุสองมิติ (two-dimensional material) ในการทำตัวเก็บประจุพิเศษ วัสดุสองมิติคือสสารหรือวัสดุที่มีความหนาไม่กี่นาโนเมตรหรือน้อยกว่าขนาดของมันเล็กมากขนาดไม่เกินความหนาอะตอมหนึ่งอะตอมหรือสองเป็นอย่างมาก เช่น แกรฟีน (Graphene) มีความหนาน้อยกว่ากระดาษเป็นล้านเท่า เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุสองมิติทำให้ตัวเก็บประจุพิเศษมีขนาดเล็กและสามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้มาก

ได้มีการทำการทดลองใช้วัสดุสองมิติในการทำตัวเก็บประจุมาก่อนแต่ผลการทดลองประสบความสำเร็จไม่มาก แต่ทีมงานของนักวิทยาศาสตร์จาก UCF ได้พัฒนาสารสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อที่ทำให้วัสดุสองมิติสามารถรวมตัวกับวัสดุอื่นได้ โดยที่ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดย Yeonwoong Jung ผู้ช่วยศาสตราจารย์แผนกเทคโนโลยีนาโนและวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ของ UCF 

ทีมของ Jung ได้พัฒนาตัวเก็บประจุพิเศษซึ่งประกอบด้วยแกนของสายไฟฟ้าที่ทำจากวัสดุมีความหนาขนาดนาโนเมตรจำนวนล้าน ๆ เส้น แล้วแต่ละเส้นเคลือบด้วยวัสดุสองมิติ ซึ่งทำให้ตัวเก็บประจุพิเศษนี้มีคุณสมบัติที่สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้สูงและสามารถชาร์จได้รวดเร็ว

เสถียรภาพของวัสดุเป็นตัวบงชี้ว่าแบตเตอรี่สามารถชาร์จได้กี่ครั้งก่อนที่จะเริ่มเสื่ยมคุณภาพลง เช่น แบตเตอรี่ที่ทำจากลิเธียมไอออนสามารถชาร์จได้ 1,500 ก่อนที่แบตเตอรี่จะเริ่มเสือมประสิทธิภาพการเก็บประจุไฟฟ้าลง แต่แบตเตอรี่ที่ทำจากตัวเก็บประจุพิเศษด้วยวัสดุสองมิตินี้จะสามารถชาร์จได้ 30,000 ครั้ง

ผลการทดลองนี้ยังไม่ได้ทำเป็นทางพานิชแต่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่านี้เป็นการทดลองที่ให้ผลดีมากซึ่งสามารถพัฒนาต่อไปเพื่อผลิตในทางพานิช เช่นทำเป็นแบตเตอรี่ใช้ในโทรศัพท์มือถือหรือแบตเตอรี่สำหรับรถที่ใช้ไฟฟ้าซึ่งจะเป็นแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันในปัจจุบันอย่างมาก

 

อ่านเรื่องราวอื่นๆ เกี่ยวกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่


 

ภาพและที่มา  University of Central Florida 

 

error: กด RightClick แทน