»
S
I
D
E
B
A
R
«
แบตเตอรี่โปร่งแสง
June 25th, 2012 by pensiri 240 views

อัพเดทเทคโนโลยีแบตเตอรี่โปร่งแสง กับ ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ ผู้อำนวยการหน่วยปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค เนคเทค

เรามีแบตเตอรี่เป็นแผ่นสติกเกอร์ โค้งงอและแปะที่ไหนก็ได้ สามารถใช้เป็นฉลากอัจฉริยะแทนบาร์โค้ด มีวงจรอาร์เอฟไอดีแบบใหม่ที่สามารถส่งสัญญาณได้ไกลขึ้นแล้ว เราสามารถพิมพ์แบตเตอรี่ได้เองด้วยเครื่องพิมพ์ที่บ้านเรา และพิมพ์ลงบนกระดาษที่เราคุ้นเคยกันดีก็แล้ว  จะวิเศษมากขึ้นไปอีกถ้าแบตเตอรี่ที่เราพูดถึง มันยังใสและโปร่งแสงได้อีกด้วย

ใช่แล้วครับ นี่ไม่ใช่ความฝันอีกต่อไป ถ้าเราจะเห็นสมาร์ทโฟนอย่าง iPhone ใสมองทะลุผ่านได้ทั้งอัน เหมือนที่เคยมีภาพหลุดของ iPhone5 แบบนั้นอยู่บนอินเทอร์เน็ต เนื่องจากล่าสุดนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดประสบความสำเร็จ ในการสร้างแบตเตอรี่โปร่งแสงเป็นครั้งแรกในโลก

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีลักษณะโปร่งแสง คือ ใสจนมองทะลุผ่านได้ ที่เราคุ้นเคยกัน เช่น  จอภาพแสดงผลบนกระจก หรือจอสัมผัสแบบกระจก แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา อย่างเช่น สมาร์ทโฟน จำเป็นต้องมีแบตเตอรี่แต่แบตเตอรี่ที่เราใช้อยู่ถึงแม้จะมีขนาดเล็กและบางมาก แต่ก็ยังไม่มีใครทำให้มันใสหรือโปร่งแสงได้ ดังนั้น จึงไม่มีทางทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งเครื่องโปร่งแสงได้เหมือนแบบที่เราฝัน

วิธีการทำให้อุปกรณ์โปร่งแสงได้นั้นคือ ต้องใช้วัสดุที่ใส โปร่งแสงหรือถ้าวัสดุไม่โปร่งแสงก็ต้องทำให้บางหรือเล็กจนตาเรามองไม่เห็น ทีมนักวิจัยสแตนฟอร์ดจึงสร้างขั้วไฟฟ้าให้มีลักษณะเป็นตาข่ายที่มีเส้นลวดตาข่ายที่บางมาก ขนาดเส้นเล็กกว่า 50 ไมโครเมตร ทั้งขั้วอาโนดและคาโทด บนโพลีเมอร์โปร่งแสงที่ยืดหยุ่นและโค้งงอได้

ลองจินตนาการเหมือนเวลาเรามองออกไปนอกหน้าต่างที่มีมุ้งลวดติดอยู่ ก็จะสามารถมองทะลุผ่านออกไปเห็นบรรยากาศนอกบ้าน โดยที่ตาของเราจะมองไม่เห็นมุ้งลวดเลยนั่นเอง

วิธีการสร้างลวดตาข่ายบนโพลีเมอร์ก็ใช้วิธีการกัดลวดลายตาข่ายเป็นสันนูนลงบนแผ่นซิลิกอน ด้วยวิธีการฉายแสงเดียวกับการสร้างเส้นลายวงจรในชิพไมโครอิเล็กทรอนิกส์ แล้วนำมาทำเป็นแม่พิมพ์ จากนั้นเทโพลีเมอร์ลักษณะเจลใสลงไป อบให้แข็ง เมื่อลอกออกมาก็จะเป็นแผ่นโพลีเมอร์ที่มีร่องลึก ต่อจากนั้นจึงเทสารโลหะเหลวลงในร่องที่สร้างขึ้น และนำไปอบได้เป็นเส้นลวดตาข่าย

เมื่อได้ลวดตาข่ายบนแผ่นขั้วบวกและลบแล้ว จึงนำมาประกบกับชั้นของสารอิเล็กโตรไลต์ ที่มีลักษณะเจลใสตรงกลาง เป็นโครงสร้างคล้ายแซนด์วิชแล้วห่อหุ้มด้วยพลาสติก ทำให้เกิดเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีหรือแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์แบบนั่นเอง

แบตเตอรี่ที่สร้างขึ้นได้นี้มีประสิทธิภาพการเก็บประจุประมาณครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่แบบลิเธียมทั่วไป สามารถให้กระแสไฟฟ้าเพียงพอทำให้หลอดไฟแอลอีดีทั่วไปติดได้ โดยมีค่าการเก็บพลังงานต่อปริมาตรประมาณ 20 วัตต์ชั่วโมงต่อลิตร เทียบเท่ากับแบตเตอรี่แบบ Nickel cadmium

ต่อไปทางทีมนักวิจัยกำลังพัฒนาให้แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้อีก โดยลดความหนาของชั้นโพลีเมอร์ลงอีก หรือการทำให้เส้นโครงตาข่ายที่เป็นขั้วมีความหนามากขึ้น เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างสารอิเล็กโตรไลต์กับขั้วไฟฟ้า แต่ไม่ทำให้ความโปร่งแสงของขั้วไฟฟ้าลดลง หรืออีกวิธีการหนึ่ง คือ การนำเซลล์แบตเตอรี่มาสร้างเป็นชั้นซ้อนกัน ก็สามารถเพิ่มการเก็บพลังงานได้เช่นกัน ในไม่ช้าความฝันที่จะเห็นโทรศัพท์มือถือแบบใสๆ ก็จะเป็นจริงสักที

{คอลัมน์เทคโนโลยีปริทรรศน์ ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ ผู้อำนวยการหน่วยปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ, เมธีวิจัย สกว.}adisorn.tuantranont@nectec.or.th

รายการอ้างอิง :

ดร.อดิสร เตือนตรานนท์. แบตเตอรี่โปร่งแสง. กรุงเทพธุรกิจ (ไอที-นวัตกรรม : วิทยาศาสตร์).  วันที่ 16 มิถุนายน 2555.

Share

Comments are closed

»  Substance: WordPress   »  Style: Ahren Ahimsa