ล่าสุด

นักวิจัยแสตนฟอร์ดสร้างแบตต์แบบไม่ร้อนเกินไปได้แล้ว

นักวิจัยแสตนฟอร์ดสร้างแบตต์แบบไม่ร้อนเกินไปได้แล้ว

ปัญหาแบตเตอร์รี่บวม แบตเตอร์รี่ร้อนจัดจนระเบิดมีให้พบเห็นเป็นข่าวอยู่บ่อยๆ จนเป็นที่หวาดผวาไปตามๆกัน แต่ตอนนี้มีข่าวดีที่ว่านักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแสตนด์ฟอร์ดได้ออกแบบแบตเตอร์รี่แบบ ลิเทียม-ไออน ซึ่งจะไม่มีอาการร้อนเกินไป โดยแบตต์จะปิดตัวเองเมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป และจะปล่อยพลังงานออกมาอีกครั้งเมื่อมันเย็นลงเพียงพอ

นักวิจัยกล่าวว่าเทคโนโลยีใหม่นี้จะช่วยป้องกันไม่ให้แบตเตอร์รี่ลุกไม้ในอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์อย่างเครื่องคอมพิวเตอร์แลปท้อปหรือกระดาน hoverboards เป็นต้น

ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีของสแตนด์ฟอร์ดกล่าวว่า ผู้คนได้ลองพยายามมาหลากหลายวิธีแล้วในการแก้ปัญหาการเกิดไฟไหม้ในแบตเตอร์รี่แบบ lithium-ion เราได้เลยได้ออกแบบแบตต์อันแรกที่มันจะปิดตัวเองและฟื้นคืนกลับมาในระหว่างกระบวนการความร้อนสูงและการเย็นตัวลงโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพในการทำงานของมัน

ปกติแล้วแบตต์แบบลิเธียมไออนจะประกอบด้วยแผ่นอิเลคโทรดแบบลิเธียมสองชิ้น ด้วยชิ้นหนึ่งเป็นขั้วบวกและอีกชิ้นเป็นขั้วลบ ส่วนระหว่างกลางจะมีของเหลวหรือเจลที่ยอมให้ไออนผ่านได้ เพื่อให้อิเลคตรอนวิ่งจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่งได้

ภายใต้สภาวะยางอย่างในกระบวนการของการชาร์ชประจุและการคายประจุ จะทำให้อุณหภูมิของส่วนที่เป็นของเหลวนั้นเพิ่มขึ้น จนอาจจะถึงจุดที่ไม่ปลอดภัย เมื่ออุณหภูมิของของเหลวภายในเพิ่มสูงกว่า 300 ฟาเรนท์ไฮท์ หรือราวๆ 148 องศาเซลเซียส มันอาจจะลุกติดไฟได้ และอาจจะทำให้เกิดการระเบิดหรือเปลวไฟขึ้นมา

ตัว Hoverboard มักจะได้รับความนิยมในกลุ่มวัยรุ่นอเมริกามาก และหลายๆกรณีจะเห็นว่ามันเกิดการระเบิดเป็นข่าวอยู่หลายครั้ง จนหลายๆ มหาวิทยาลัยในอเมริกาสั่งห้ามนำเข้ามาใช้งานในบริเวณมหาวิทยาลัยกันแล้ว

การจะแก้ปัญหานี้ได้ ทางนักวิจัยได้ติดตั้งแผ่นฟิล์มบางที่เป็น โพลีเอสธีลีนที่ยืดหยุ่นได้ โดยใส่ระหว่างแผ่นอเลคโทรดกับของเหลว โดยภายในแผ่นฟิล์มจะมีอนุภาคนาโนที่ทำจากนิเกิ้ลอยู่ และจะมีการเคลือบด้วย กราฟีนอีกขั้นหนึ่งเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า

ลักษณะการทำงานก็คือเมื่อใส่แผ่นฟิล์มเข้าไปในอิเลคโทรดของแบตต์ กระแสก็จะสามารถไหลผ่านได้ แต่ในการนำไฟฟ้าได้นั้นปลายของอนุภาคจะต้องสัมผัสกันเอง แต่เมื่อเกิดความร้อนขึ้นแผ่นโพลีเมอร์ก็จะขยายตัว ทำให้อนุภาคแยกออกจากกัน ผลก็คือแผ่นฟิล์มดังกล่าวจะไม่นำไฟฟ้าอีกต่อไป

เราสามารถปรับแต่งแผ่นฟิล์มเพื่อที่ว่าอนุภาคเหล่านั้นจะยังไม่แยกออกจากกันจนกว่าจะถึงอุณหภูมิๆหนึ่ง ในตัวต้นแบบนั้นนักวิจัยได้อกแบบแผ่นฟิล์มให้อนุภาคนาโนแยกตัวออกจากกันและแบตเตอร์รี่จะปิดตัวเองเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 160 ฟาเรนท์ไฮ หรือราวๆ 71 องศาเซลเซียส

ซึ่งหากเปรียบเทียบกับวิธีก่อนหน้านี้แล้ว จะพบว่าวิธีนี้จะให้การตอบสนองที่รวดเร็ว ย้อนกลับได้ และได้ประสิทธิภาพสูงทั้งในแง่การทำงานของแบตเตอร์รี่และความปลอดภัยในเวลาเดียวกัน วิธีนี้น่าจะนำไปสู่แบตเตอร์รี่ที่ปลอดภัยมากขึ้นในอนาคต

ที่มา http://www.sci-tech-today.com
ภาพจาก standford

Advertisment

Leave a comment