วันพุธที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2555

Spray on Battery นวัตกรรมใหม่ แบตเตอรี่ชนิด "สเปรย์"




BLOGGER LINGOTHAILAND



แบตเตอรี่ ลิเธียม-ไอออนเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของคนเรามากขึ้นเรื่อยๆ เพราะบทบาทที่เพิ่มมากขึ้นทุกทีของสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต อย่างไรก็ตาม ที่ผ่านมาเราก็หนีไม่พ้นแบตเตอรี่ในรูปแบบสี่เหลี่ยมหรือแท่งกันเป็นส่วนใหญ่ แต่ทีมนักวิจัยอเมริกันแสดงให้เห็นกับตาแล้วว่า รูปร่างของแบตเตอรี่ในอนาคตสามารถยืดหยุ่นได้สูงมาก ซึ่งส่งผลให้มันมีประโยชน์หลากหลายมากขึ้นเช่นเดียวกัน




ทีมนักวิจัยที่ว่านี้เป็นทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยไรซ์ ในนครฮุสตัน รัฐเทกซัส สหรัฐอเมริกา ที่นำทีมโดย นีแลม ซิงห์ สามารถค้นคว้าวิจัยจนสามารถพบรูปแบบของแบตเตอรี่ ลิเธียม-ไอออน ที่อยู่ในรูปของสเปรย์พ่นได้สำเร็จ เมื่อนำไปพ่นตามลำดับให้ถูกต้องแล้วเราสามารถสร้างแบตเตอรี่ใหม่ที่มีรูปร่างหลากหลายได้ตามใจปรารถนาเลยทีเดียว ทางทีมเชื่อว่าอีกไม่ช้าไม่นาน แบตเตอรี่ชนิดสเปรย์ที่ว่านี้จะมีวางจำหน่ายให้เลือกซื้อไปใช้งานกันตามร้านค้าผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป



ในการทดลอง ทีมวิจัยสามารถพ่นแบตเตอรี่ลงบนพื้นผิววัสดุหลายอย่าง ตั้งแต่แผ่นแก้วสไลด์ (สำหรับกล้องจุลทรรศน์) เหล็กกล้า (สเตนเลสสตีล) แผ่นพลาสติก แผ่นเซรามิกปูพื้น-ผนังห้องน้ำ เคยแม้กระทั่งพ่นใส่ข้างแก้วกาแฟแล้วทำให้มันกลายเป็นแบตเตอรี่ไป นีแลมบอกว่า โดยหลักการแล้ว เราสามารถเปลี่ยนทุกอย่างที่อยู่รอบตัวให้กลายเป็นแบตเตอรี่ได้นั่นเอง


ความลับในการผลิตแบตเตอรี่ชนิดสเปรย์ของมหาวิทยาลัยไรซ์ก็คือ การคิดค้นหาสูตรของ "สเปรย์" ที่สามารถทำหน้าที่ได้เหมือนกับส่วนประกอบที่แยกกันอยู่ของแบตเตอรี่ มีการทดสอบ วิจัยและทดสอบซ้ำครั้งแล้วครั้งเล่าจากวัสดุหลายต่อหลายอย่าง รวมทั้งคาร์บอน นาโนทิวบ์ (ท่อนาโนคาร์บอน) และผงถ่านชนิดละเอียดพิเศษ เมื่อนำเอาวัสดุต่างๆ เหล่านั้นมาทำให้อยู่ในรูปของของเหลว เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งาน เท่าที่ผู้ใช้ต้องทำเมื่อต้องการแบตเตอรี่ก็คือ นำสเปรย์ของส่วนประกอบต่างๆ มาพ่นให้ถูกต้องตามลำดับที่กำหนดไว้ให้ เท่านี้ก็เป็นอันเรียบร้อย


ในการทดลองให้ดูกันเป็นประจักษ์ ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยไรซ์ใช้กระเบื้องปูผนังขนาดมาตรฐาน 9 แผ่น มาพ่นด้วยแบตเตอรี่ชนิดสเปรย์โดย 1 ในจำนวนทั้ง 9 แผ่นนั้นติดตั้งแผ่นโซลาร์เซลล์ที่ใช้สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ด้วยแสงสว่าง ประจุไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ชนิดสเปรย์ 9 แผ่นดังกล่าวนั้น มีพลังมากพอที่จะทำให้หลอดแอลอีดีที่ประกอบขึ้นเป็นตัวอักษร "ไรซ์" อันเป็นชื่อของมหาวิทยาลัย ติดสว่างอยู่นานถึง 6 ชั่วโมง


นีแลม ซิงห์ ยืนยันข้อดีอีกอย่างหนึ่งว่า วัสดุใดก็ตามที่นำมาพ่นด้วยสเปรย์แบตเตอรี่ สามารถทำหน้าที่ของแบตเตอรี่ได้โดยไม่ได้สูญเสียคุณสมบัติดั้งเดิมของมัน นั่นหมายความว่า เราสามารถเปลี่ยนข้าวของในบ้านหรือแม้กระทั่งวัสดุก่อสร้างทุกอย่างให้กลายเป็นแบตเตอรี่ได้ในอนาคต


"คุณจะพ่นบ้านทั้งหลังให้กลายเป็นแบตเตอรี่ยังได้เลย" หัวหน้าทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยไรซ์ยืนยันอย่างนั้น "เราพ่นสีบ้าน ทำสีรถกันใหม่ออกบ่อยไป ผมคิดว่าอีกหน่อยทุกคนก็คงเลือกกันเองได้ว่าจะเอาอะไรเป็นแบตเตอรี่"


แล้วก็อย่าลืมหาที่ชาร์จเตรียมไว้ด้วยก็แล้วกัน
ที่มานสพ.มติชน



A team of mechanical engineers has published a paper demonstrating its latest invention — spray-on rechargeable batteries that could be combined with solar cells to create self-sufficient, energy conversion-storage devices.


The paper, published in Nature Scientific Reports, explains that by breaking down the different components of a battery — the electrodes, separator, electrolyte and current collectors — and rendering them into liquid form, we could revolutionize the way we power our devices. Rather than being tied to fixed shapes and sizes, batteries could one day take on practically any form, and be applied almost anywhere.
The technology, it says, would enable, “widespread renewable energy capture, storage and utilization.”
Lithium-ion batteries are made by tightly rolling up the various battery components in layers before encasing them in rectangular or cylindrical packaging. The engineers, from Rice University in Texas, devised their own unique version of a multilayer battery by painting these individual battery components (two current collectors, a cathode, an anode and a polymer separator) on to select surfaces in layers. These layers included paints made from lithium cobalt oxide (a positive electrode), lithium titanium oxide (a negative electrode) and conductive single-walled nanotubes (a current collector). The special polymer paint blend helped achieve superior conductivity by forming the micro-porous layer required in a lithium battery.
The final paints were layered on to glass, stainless steel, glazed ceramic tiles and flexible polymer sheets — the resulting “batteries” worked just as well as the regular version. The team even picked out a choice ceramic mug, spray-painted the word “rice” in capital letters using a stencil, and demonstrated its efficiency as a battery.
Even more complex battery structures could be created, the paper added, using different nozzle fixtures on the spray cans.
The team went on to propose that by fitting a “Lego unit” — a series of these batteries grouped together — to a series of solar cells, a new and independent type of energy conversion-storage devices could be created. This was tested by fitting nine spray-painted ceramic tiles together, then gluing polycrystalline silicon solar cells to this “Lego unit”. One of the cells was charged-up by illuminating it with a white light — the current from this passed through to the other cells and, together, the nine cells had enough power to charge 40 red LED lights for more than six hours.
The paper concluded that these “Lego cells… could be used to convert any outdoor surface to an energy conversion-storage device”.
The main drawback of the ingenious spray-paint system is that lithium-ion batteries need oxygen-free, dry conditions to be created since they are made using toxic, flammable and corrosive materials. The paper suggests further research is needed to develop electrodes less sensitive to moisture and oxygen, as well as paints that could completely protect the spray-painted batteries from these elements. If the latter were achieved, the engineers foresee the paints being used at a large scale in industrial environments.
Image: ZERØ/Flickr
Source: Wired.co.uk


ไม่มีความคิดเห็น:

โพสต์ความคิดเห็น

หมายเหตุ: มีเพียงสมาชิกของบล็อกนี้เท่านั้นที่สามารถแสดงความคิดเห็น