Casino siteleri Gaziantep escort bayan primal grow pro Canlı casino siteleri cialis

นักวิจัยสร้างขั้วไฟฟ้าชนิดใหม่ที่ทำให้แบตเตอรี่ชาร์จไฟเต็มในไม่กี่วินาที

มันจะดีขนาดไหนถ้าเราสามารถชาร์จไฟสมาร์ทโฟนเต็มในเวลาไม่กี่วินาที หรือชาร์จไฟแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าเต็มในเวลาไม่กี่นาที สิ่งนี้กำลังจะเป็นจริงในไม่ช้า นักวิจัยได้สร้างขั้วไฟฟ้าชนิดใหม่ที่เป็นเสมือนซุปเปอร์ไฮเวย์ให้ไอออนวิ่งผ่าน จนสามารถทะลุทะลวงขีดจำกัดของการชาร์จไฟแบตเตอรี่ได้สำเร็จ

เป็นที่ทราบดีว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitors) สามารถชาร์จไฟและจ่ายไฟออกได้อย่างรวดเร็วแต่จะเก็บพลังงานไว้ได้ไม่มาก ตรงกันข้ามกับแบตเตอรี่ที่สามารถเก็บพลังงานไว้ได้มากแต่ชาร์จไฟได้ค่อนข้างช้า นี่จึงเป็นแรงบันดาลใจให้นักวิจัยพยายามหาวิธีสร้างแบตเตอรี่ที่เก็บไฟได้มากและชาร์จไฟได้เร็วเหมือนตัวเก็บประจุยิ่งยวด

ทีมวิจัยที่นำโดย Yury Gogotsi อาจารย์คณะวิศวกรรมที่มหาวิทยาลัย Drexel University ในสหรัฐอเมริกา ได้ใช้วัสดุสองมิติที่นำไฟฟ้าได้สูงซึ่งเรียกว่า MXene มาสร้างเป็นขั้วไฟฟ้าที่สามารถทำให้แบตเตอรี่ชาร์จไฟได้เร็วอย่างเหลือเชื่อ

“ผลงานนี้ได้โต้แย้งความเชื่อที่ว่าแบตเตอรี่ชาร์จไฟได้ช้ากว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวดอยู่เสมอ” Gogotsi กล่าว “เราได้แสดงการชาร์จไฟของขั้วไฟ MXene ในเวลาเป็นมิลลิวินาที มันเป็นไปได้ด้วยคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่สูงมากของ MXene มันเป็นการปูทางสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์เก็บพลังงานที่สามารถชาร์จไฟและจ่ายไฟได้ภายในเวลาไม่กี่วินาที แต่สามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวดในปัจจุบันอย่างมาก”

โครงสร้างของขั้วไฟก็มีความสำคัญไม่แพ้ตัววัสดุ ปกติแล้วประจุและไอออนจะเก็บอยู่ในพอร์ตที่เรียกว่า Redox Active Sites ถ้ามีพอร์ตนี้มากแบตเตอรี่ก็จะเก็บพลังงานไว้ได้มาก ขั้วไฟ MXene ใหม่นี้ไม่เพียงแต่จะมีพอร์ตจำนวนมาก มันยังเต็มไปด้วยรูพรุนมากมายซึ่งเป็นช่องทางให้ไอออนจำนวนมากเข้าถึงพอร์ตได้ในเวลาเดียวกัน

“ในแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุยิ่งยวดแบบเดิมนั้น เส้นทางสำหรับไอออนไปยังพอร์ตมันจะคดเคี้ยววกวนซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ทุกอย่างช้าลง ยังทำให้มีไอออนที่ไปถึงจุดหมายด้วยอัตราความเร็วสูงมีจำนวนน้อยมาก” Maria Lukatskaya นักวิจัยอีกคนกล่าว “โครงสร้างขั้วไฟที่ดีต้องให้ไอออนสามารถเคลื่อนที่ไปยังพอร์ตได้หลายช่องทางแบบซุปเปอร์ไฮเวย์แทนที่จะเป็นถนนเลนเดียว การออกแบบขั้วไฟแบบมีรูพรุนของเราสามารถบรรลุเป้าหมายนี้ได้ จึงชาร์จไฟได้เร็วเพียงแค่สองสามวินาทีหรือต่ำกว่านั้น”

แต่ก่อนที่สิ่งนี้จะสามารถใช้งานกับอุปกรณ์เก็บพลังงานได้จริง ทีมงานจะต้องเพิ่มปริมาณการผลิตวัสดุให้ได้เสียก่อน ปัจจุบันพวกเขาผลิตในห้องแล็บได้ทีละ 100 กรัม จำเป็นต้องให้ได้มากกว่านี้หากจะใช้สำหรับอุปกรณ์เก็บพลังงาน

นอกจากนี้ทีมงานยังต้องคิดค้นในเรื่องการเพิ่มความจุของพลังงานสำหรับวัสดุใหม่นี้ด้วย “เรากำลังพัฒนาขั้วแอโนดที่เข้าคู่กับขั้วแคโทดที่เป็น MXene ซึ่งจะช่วยขยายแรงดันไฟฟ้าที่จะทำให้ความจุของพลังงานเพิ่มเป็นเท่าตัว” Gogotsi กล่าว

 

ข้อมูลและภาพจาก drexel.edu, imeche.org

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *