นักวิจัยสร้างตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่ทำให้ชาร์จไฟมือถือเต็มภายในไม่กี่วินาที

ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเซ็นทรัลฟลอริด้า (UCF) ได้คิดค้นและพัฒนาวิธีการทำตัวเก็บประจุยิ่งยวดแบบใหม่ที่สามารถเก็บไฟได้มากกว่าเดิม และสามารถชาร์จไฟใหม่เต็มภายในเวลาไม่กี่วินาที รวมทั้งชาร์จได้ถึง 30,000 ครั้งโดยที่ยังไม่เสื่อม เทคโนโลยีใหม่นี้อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในวงการสมาร์ทโฟนและรถยนต์ไฟฟ้า

“ถ้านำตัวเก็บประจุยิ่งยวดนี้ไปใช้แทนแบตเตอรี่ คุณจะสามารถชาร์จไฟสมาร์ทโฟนเต็มภายในไม่กี่วินาที แล้วไม่ต้องชาร์จมันอีกเลยเป็นสัปดาห์” Nitin Choudhary หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว

ผู้ใช้สมาร์ทโฟนจะทราบกันดีว่าหลังจากผ่านการใช้งานราว 18 เดือน แบตเตอรี่จะเริ่มเสื่อมเก็บไฟไม่ค่อยอยู่ ในที่สุดก็ต้องเปลี่ยน

ทีมวิจัยของ UCF จึงได้ศึกษาการใช้วัสดุนาโนมาทำตัวเก็บประจุยิ่งยวดเพื่อใช้ทดแทนแบตเตอรี่ในอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ มันเป็นปัญหาที่ยากทีเดียวเพราะปกติแล้วตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่เก็บไฟได้เท่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นจะมีขนาดใหญ่มาก

นักวิจัยได้ทดลองใช้วัสดุสองมิติ (วัสดุที่บางมาก หนาเพียงไม่กี่อะตอม) ที่เพิ่งมีการค้นพบใหม่มาใช้ทำตัวเก็บประจุยิ่งยวด มีนักวิจัยอื่นได้ลองทำด้วย graphene และวัสดุสองมิติอื่น แต่ไม่ค่อยประสบความสำเร็จ

“มันมีปัญหาในการนำวัสดุสองมิติเข้ามารวมกับระบบเดิม เป็นปัญหาคอขวดของเรื่องนี้” Yeonwoong (Eric) Jung นักวิจัยอีกคนกล่าว “เราได้พัฒนาวิธีสังเคราะห์ทางเคมีที่สามารถรวมเอาวัสดุที่มีอยู่แล้วกับวัสดุสองมิติให้เข้ากันได้อย่างดี”

ทีมของ Jung ได้พัฒนาตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่ประกอบด้วยลวดนาโนหลายล้านเส้นเคลือบด้วยวัสดุสองมิติที่นำไฟฟ้าได้สูงช่วยให้การส่งผ่านอิเลคตรอนสำหรับการชาร์จทำได้เร็วมาก และการเคลือบที่สม่ำเสมอด้วยวัสดุสองมิติทำให้ได้พลังงานสูงและเก็บไฟได้มาก

ucf-supercapacitor-2

นักวิทยาศาสตร์รู้ดีว่าวัสดุสองมิติมีคุณสมบัติเก็บไฟได้ดี แต่ยังไม่สามารถที่จะนำศักยภาพเรื่องนี้มาใช้ประโยชน์ได้จนกระทั่งทีมวิจัยของ UCF ได้พัฒนากระบวนการในการรวมวัสดุเหล่านั้นเข้าดัวยกัน

ปกติแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะชาร์จไฟได้ไม่ถึง 1,500 ครั้ง ก็จะเริ่มเสื่อม แต่ตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่ UCF พัฒนาขึ้นมาใหม่ชาร์จไฟ 30,000 ครั้งก็ยังไม่เสื่อม

“มันยังไม่พร้อมในเชิงพาณิชย์” Jung กล่าว “แต่นี่เป็นการพิสูจน์แนวคิด และงานวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่ามีผลกระทบกับหลายๆเทคโนโลยี”

ตัวเก็บประจุยิ่งยวดใหม่นี้สามารถใช้ได้กับสมาร์ทโฟน อุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ และรถยนต์ไฟฟ้า นอกจากนี้มันยังมีคุณสมบัติยืดหยุ่นโค้งงอได้ ซึ่งจะสามารถใช้กับของใช้ประเภทสวมใส่ได้อีกด้วย

 

ข้อมูลและภาพจาก  ucf, newatlas



Leave a Reply

Your email address will not be published.