แบตเตอรี่ขนาดเม็ดฝุ่น ประตูบานใหม่แห่งเทคโนโลยี

 14 total views

การพัฒนาแบตเตอรี่คือสิ่งที่เรามักพบได้ในวงการรถยนต์ไฟฟ้า แต่ปัจจุบันแนวคิดในการย่อส่วนแบตเตอรี่ให้มีประสิทธิภาพคงเดิมก็สำคัญไม่แพ้กัน เพราะนี่อาจเป็นกุญแจสำคัญต่ออุปกรณ์มากมายในอนาคต

การพัฒนาเทคโนโลยีโดยเฉพาะชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ล้วนให้ความสำคัญในการย่อส่วน เห็นได้ชัดจากแนวทางการพัฒนาของ เซมิคอนดักเตอร์ หรือ ชิป ที่ให้ความสำคัญต่อการย่อส่วนโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพการทำงาน ถือเป็นแนวทางที่ได้การยอมรับจากทั่วโลก

ล่าสุดเริ่มมีการพัฒนาแบตเตอรี่จิ๋วขนาดเท่าเม็ดฝุ่นที่ให้กำลังไฟสูงขึ้นมาแล้วเช่นกัน

แบตเตอรี่จิ๋วที่มีประสิทธิภาพเท่าเดิม

ข้อจำกัดประการสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ที่ผ่านมาคือ เมื่อมีการย่อขนาดของแบตเตอรี่ปริมาตรในการจุพลังงานย่อมลดลง สิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่อแรงดันไฟฟ้าและควารมหนาแน่นของเซลล์พลังงาน ถือเป็นข้อจำกัดสำคัญต่อการพัฒนาแบตเตอรี่ขนาดจิ๋ว

ล่าสุดทีมวิจัยจาก University of Illinois Urbana-Champaign ในสหรัฐฯ ได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดใหม่ซึ่งมีแรงดันไฟสูงถึง 9 V แต่มีขนาดเล็กจิ๋วใกล้เคียงกับเม็ดฝุ่น มีปริมาตรเพียง 0.165 ลูกบาศก์เซนติเมตร ถือเป็นแบตเตอรี่จิ๋วที่สร้างแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในปัจจุบัน

ความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่จิ๋วนี้เกิดจาก การออกแบบสถาปัตยกรรมอิเล็กโทรดรูปแบบใหม่ ช่วยให้บรรจุภัณฑ์สามารถทำหน้าที่ขั้วไฟฟ้าทั้งบวกและลบได้ในเวลาเดียวกัน เพิ่มพื้นที่ว่างภายในแบตเตอรี่จนทำให้ความหนาแน่นของเซลล์พลังงานเพิ่มสูงขึ้น นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า

อีกส่วนที่ได้รับการพัฒนาไม่แพ้กันคือตัวอิเล็กโทรดเอง ภายใต้การพัฒนาพวกเขาไม่ได้ใช้อิเล็กโทรดทั่วไปที่มีส่วนผสมของโพลิเมอร์และคาร์บอนกว่า 40% จากความร่วมมือของบริษัท Xerion Advanced Battery Corporation อิเล็กโทรดที่ภายในตัดส่วนผสมเหล่านี้ออก ช่วยให้แบตเตอรี่จิ๋วสามารถจ่ายพลังงานได้ดียิ่งขึ้น

นี่เองคือส่วนที่แบตเตอรี่ชนิดนี้แตกต่างจากเดิม ที่ผ่านมาเมื่อมีความย่อขนาดแบตเตอรี่จะส่งผลให้ปริมาณแรงดันไฟฟ้าและเซลล์พลังงานลดลง แต่เมื่อแบตเตอรี่ชนิดนี้ได้รับการพัฒนาจนสามารถใช้งานได้ จะช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดจิ๋วอีกมากมายทำงานได้ยาวนานและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นในอนาคต

แนวทางการใช้ประโยชน์จากแบตเตอรี่จิ๋ว สู่การยกระดับเทคโนโลยี

หลายท่านอาจพากันตั้งคำถามว่า การพัฒนาแบตเตอรี่จิ๋วมีประโยชน์และส่งผลกระทบต่อชีวิตแค่ไหน แรกสุดคงต้องพูดถึงด้านการสำรวจและกู้ภัย เช่น ใต้ซากอาคารพังถล่ม การสำรวจพื้นที่เพื่อช่วยเหลือผู้รอดชีวิตจำเป็นต้องเกิดโดยเร็วที่สุด นั่นทำให้หุ่นยนต์สำรวจขนาดเล็กมีความสำคัญ และจะเป็นประโยชน์มากหากมีการนำแบตเตอรี่จิ๋วมาใช้งาน

ลำดับต่อมาคือด้านการแพทย์ การฝังอุปกรณ์บางประเภทเพื่อใช้ในการรักษาผู้ป่วยถือเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นทั่วไป เช่น เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าหัวใจ, เครื่องกระตุ้นเส้นประสาทสำหรับอาการชัก, เครื่องกระตุ้นสมองแก่ผู้ป่วยพาร์กินสัน ทั้งหมดล้วนใช้พลังงานไฟฟ้า เมื่อแบตเตอรี่มีประสิทธิภาพย่อมทำให้อายุการใช้งานยาวนาน ลดภาระที่เกิดขึ้นกับผู้ป่วยในขั้นตอนผ่าตัดเพื่อฝังเครื่องเหล่านี้ได้มาก

นอกจากนี้ประโยชน์อีกอย่างที่ใช้ในเชิงการแพทย์คือ นาโนบอท ปัจจุบันเริ่มมีการพัฒนานาโนบอทหรือหุ่นยนต์จิ๋วในการรักษารากฟันและเริ่มขยายไปในการผ่าตัด ซึ่งเจ้าหุ่นยนต์จิ๋วดังกล่าวจะเกิดขึ้นไม่ได้ หากไม่มีการพัฒนาแบตเตอรี่จิ๋วให้สอดคล้อง นี่จึงเป็นอีกเทคโนโลยีที่ได้รับการจับตามองไม่แพ้กัน

อีกหนึ่งส่วนที่ขาดไปไม่ได้คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การพัฒนาแบตเตอรี่จะช่วยให้อุปกรณ์ทั้งหลายมีขนาดเล็กลงและใช้งานได้นานยิ่งขึ้น ด้วยแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้าเพียงพอหล่อเลี้ยงอุปกรณ์เป็นเวลานาน เพิ่มความคล่องตัวในการใช้งาน

ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ได้รับประโยชน์จากแบตเตอรี่จิ๋ว เช่น ไมโครเซ็นเซอร์ อุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณขนาดจิ๋วที่มีการติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์หลายชนิด ซึ่งอาจถูกนำไปติดตั้งตามพื้นที่ต่างๆ อย่างการติดตั้งไมโครเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิภายในป่า เพื่อให้สามารถส่งสัญญาณเตือนรับมือไฟป่าได้ทันท่วงที

ที่มีความสำคัญไม่แพ้กันคือ คอมพิวเตอร์จิ๋ว หรือ คอมพิวเตอร์ขนาดมิลลิเมตร ระบบประมวลผลขนาดจิ๋วที่ช่วยในการทำงานของอุปกรณ์ดิจิทัลให้รอบด้านมากขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหลาย เช่น เซ็นเซอร์เตือนภัยในป่า อาจเปลี่ยนจากตรวจจับเป็นคาดการณ์ภัยพิบัติ ช่วยให้การควบคุมไฟป่าทำได้รอบด้านยิ่งขึ้น

คาดการณ์ว่าแบตเตอรี่ขนาดจิ๋วอาจเป็นตัวจุดประกายสิ่งประดิษฐ์ชนิดใหม่มากมาย รวมถึงตัวแปรสำคัญในความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอุปกรณ์อัจฉริยะ หรือการพัฒนาไปสู่ Internet of Things(IOT) ระบบที่จะเชื่อมต่อข้าวของเครื่องใช้ในชีวิตประจำวันสู่อินเทอร์เน็ตและคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะช่วยยกระดับคุณภาพชีวิตได้อีกมาก

ปัจจุบันแม้มีความคืบหน้าแต่แบตเตอรี่จิ๋วนี้อยู่ในขั้นพัฒนา เราจึงคาดเดาได้ยากว่าเมื่อมีการใช้งานทั่วไปจะส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีปัจจุบันเพียงไร แน่ใจได้เพียงอุปกรณ์หลากหลายชนิดจะยิ่งได้รับการพัฒนาให้ทันสมัยจนอาจพลิกโฉมโลกเลยทีเดียว

แหล่งข้อมูล

https://www.posttoday.com/post-next/innovation/689765


Smart City Thailand : 02 054 7755 , 08 6984 3245
Contact us : thunya.b@gmail.com | thunya@securitysystems.in.th

© smartcitythailand 11 โกสุมรวมใจ ดอนเมือง กรุงเทพมหานคร 10210