สภาวะที่จีนกำลังต้องการพลังงานอย่างก้าวกระโดด คงบีบให้เราเห็นอะไรใหญ่ๆ จากจีนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงหลายปีข้างหน้า ตอนนี้ทางการจีนก็เริ่มเตรียมสร้างแบตเตอรี่ขนาด 36 MWh โดยสร้างติดกับโรงงานไฟฟ้าพลังงานลม และฟาร์มแสงอาทิตย์ไว้ติดกัน

หน่วยงานที่ลงทุนก่อสร้างคือ State Grid Corporation of China (SGCC) การที่มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่มากๆ เช่นนี้จะทำให้หน่วยงานหน่วยงานบริหารระบบกริดพลังงานสามารถบริหารพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น พลังงานส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกเก็บไว้ใช้เวลากลางคืนได้

บริษัทผู้ได้รับงานนี้ไปคือบริษัท BYD ผู้สร้างแบตเตอรี่และรถไฟฟ้ารายใหญ่ของจีน มูลค่าโครงการนี้รวมทั้งหมดเป็น 500 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ

แม้การพัฒนานี้จะสร้างความหวังให้กับอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียนมาก แต่จีนก็ยังคงพึ่งพิงพลังงานคาร์บอนอยู่มาก และยังไม่มีแนวโน้มจะลดลงแต่อย่างใด

ที่มา - CleanTechnica

ปัญหาที่สำคัญอย่างหนึ่งของรถยนต์พลังงานไฟฟ้าคือเรื่องของระยะทางที่วิ่งได้ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง และก็คงอีกนานกว่าที่สถานีเติมไฟฟ้าสำหรับรถยนต์จะกลายเป็นของที่หากันได้ง่ายๆ ทีมวิจัยที่นำโดย Shanhui Fan แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเสนอวิธีการชาร์จพลังงานให้รถที่อาจจะช่วยแก้ขัดปัญหานี้ลงไปได้

Shanhui Fan เสนอว่า หากเราฝังขดลวดแม่เหล็กไว้ในถนนทางลาด เมื่อรถยนต์พลังงานไฟฟ้าวิ่งผ่าน ก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นจากการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็ก จากการทดลองเบื้องต้นกับแบตเตอรี่รถที่ปรับแต่งอย่างเหมาะสม ประสิทธิภาพของการชาร์จสูงสุดอยู่ที่ 97% สำหรับการชาร์จไฟฟ้า 10 กิโลวัตต์ในเวลา 7 ไมโครวินาที

ข้อจำกัดของวิธีการชาร์จไร้สายนี้ คือ ตัวแบตเตอรี่รถยนต์และขดลวดแม่เหล็กในถนนจะต้องปรับแต่งให้เข้ากันอย่างพอเหมาะพอเจาะจึงจะเกิด magnetic resonance ที่ส่งผ่านกระแสไฟฟ้าได้

ที่มา - New Scientist

จนถึงวันนี้ ชิ้นส่วนสำคัญที่เป็นอุปสรรคในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้โปร่งใส คือแบตเตอรี่ เพราะถ้าเอาแบตเตอรี่ Li-ion หรือ Li polymer แบบที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้มาทำเป็นแผ่นให้บางจนใส มันก็จะไม่สามารถเก็บประจุได้มากพอใช้งาน

ทีมวิจัยที่นำโดย Yi Cui แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด จึงออกแบบโครงสร้างแบตเตอรี่ Li-ion ขึ้นมาใหม่เพื่อให้สร้างแบตเตอรี่โปร่งใสที่ใช้งานได้จริง

เทคนิคที่ Yi Cui คือการทำร่องตามยาวขนาดเล็กบนแผ่นพลาสติกใสที่เอามาทำเป็นแกนแบตเตอรี่ ร่องขนาดนี้มีความกว้างเพียง 35 ไมครอนซึ่งเล็กเกินกว่าที่ตามนุษย์จะมองเห็นได้ (รายละเอียดเล็กที่สุดที่ตาเราแยกแยะออก คือ 50-100 ไมครอน) จากนั้นก็เติม lithium titanate เหลว (ขั้วลบ) และ lithium manganese oxide เหลว (ขั้วบวก) ให้เต็มร่อง กระแสไฟฟ้าที่วิ่งผ่านระหว่างร่องขั้วลบและขั้วบวกไหลไปจนถึงแผ่นฟิล์มทองคำซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า

ตามการคาดการณ์ แบตเตอรี่แบบใหม่นี้สามารถทำให้โปร่งใสได้ถึง 50-80% โดยที่ยังเก็บประจุไฟฟ้าได้ประมาณครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่ก้อนทึบๆ ที่มีขนาดเท่ากัน

ในอนาคตเราอาจจะได้เห็นโทรศัพท์มือถือ, คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก, หรือแม้แต่ iPad โปร่งแสงออกมาวางขายก็ได้

ที่มา - InnovationNewsDaily, New Scientist

ระยะเวลาของการชาร์จแบตเตอรี่เป็นปัจจัยสำคัญต่ออุปกรณ์ใช้ไฟฟ้าในช่วงหลังๆ เช่นรถยนต์ที่ต้องการการชาร์จทั้งคืนต่อการใช้หนึ่งครั้ง แม้ปัญหาส่วนหนึ่งจะอยู่ที่เราต้องหาแหล่งพลังงานที่สามารถจ่ายไฟได้สูงๆ ปัญหาอีกส่วนหนึ่งคือความเร็วที่จะชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่ได้นั้นจำกัดด้วยสเปคของแบตเตอรี่เอง ล่าสุดนักวิจัยก็หาหนทางใหม่ในการสร้างขั้วไฟฟ้าที่เหมาะต่อการชาร์จเร็วได้สำเร็จ

ชั้วไฟฟ้าใหม่นี้อาศัยการสร้างโครงโลหะจากการวางเม็ดโฟมทรงกลมขนาดเล็กๆ ลงในแบบ แล้วเติมโลหะเข้าไปในช่องว่าง จากนั้นจึงสลายโฟมออกด้วยกระบวนการ electropolishing ทำให้ได้โครงพรุนของโลหะ เมื่อนำโครงนี้ไปเคลือบ active material สำหรับทำแบตเตอรี่ ก็จะทำให้การเดินทางขออิเล็กตรอนเข้าและออก active material ทำได้ง่ายมาก เพราะเดินทางออกมาเพียงนิดเดียวก็ถึงขั้วโลหะ

การเดินทางที่สั้นมากนี้ทำให้แบตเตอรี่จากกระบวนการนี้ใช้เวลาชาร์จสามารถทำได้ในเวลาไม่กี่วินาที แทบจะเท่ากับตัวเก็บประจุซึ่งเก็บพลังงานได้น้อย และยังรองรับวัสดุแบตเตอรี่ทุกแบบที่เกาะกับโลหะได้ โดยทีมงานได้ทดสอบกับ Li-On และ NiMH แล้ว

งานวิจัยทำโดย Paul Braun ศาสตราจารย์วัสดุศาสตร์ ร่วมกับนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Xindi Yu และนักเรียนระดับ postdoctoral นาย Huigang Zhang ได้รับทุนจากกระทรวงพลังงาน และกองทัพบกสหรัฐฯ

ที่มา - Illinois University

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เราใช้กันอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกวันนี้เสื่อมเร็วแค่ไหน ทุกคนคงรู้กันดี ระหว่างรอเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างเซลล์เชื้อเพลิง เบต้าเซลล์ ฯลฯ นักวิจัยก็พยายามคิดหาวิธีต่างๆ มาเพิ่มอายุขัยของแบตเตอรี่ให้อยู่ได้นานที่สุด

ในการประชุมของ American Association for the Advancement of Science (AAAS) เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 2011 ที่ผ่านมา (แปลกจัง...คิดยังไงประชุมกันวันอาทิตย์) Scott White แห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ ได้รายงานเทคโนโลยีใหม่ในการสร้างแบตเตอรี่ที่ "ซ่อมตัวเองได้"

จะอธิบายว่าแบตเตอรี่ซ่อมตัวเองได้อย่างไร ต้องทราบกันก่อนว่าความเสื่อมที่ทำให้แบตเตอรี่ของเราหมดอายุอยู่ที่ตรงส่วนไหนบ้าง จุดหลักๆ เลยก็ได้แก่

1. ขั้วแอโนด (anode) หรือขั้วลบของแบตเตอรี่ ในแต่ละรอบของการชาร์จและใช้งาน ขั้วแอโนดของแบตเตอรี่จะมีการบวมและหดๆ วนไปเรื่อยๆ ซึ่งทำให้เกิดรอยแตกบนขั้วแบตเตอรี่ เมื่อรอยแตกร้าวรานเกินกว่าที่กระแสไฟฟ้าจะปรองดองก้าวข้ามความแตกแยกไปได้ วงจรก็จะขาดในที่สุด

2. การลัดวงจร การเสื่อมที่ทำให้เกิดการลัดวงจรไม่ใช่เรื่องที่พบได้ทั่วไปเหมือนการเสื่อมสภาพของขั้วแอโนด แต่ถ้ามันเกิดขึ้นมาก็อาจจะเป็นอันตรายจนถึงขั้นระเบิดได้ (เหมือนกับ "กรณีเรียกแบตเตอรี่คืนทั่วโลก" ที่เป็นข่าวใหญ่โตเมื่อไม่กี่ปีที่แล้ว อ่านความยิ่งใหญ่ของมหากาพย์เรื่องนี้ได้จากข่าวที่ Blognone)

วิธีที่ Scott White รายงาน คือ การใส่เม็ดพลาสติกขนาดเล็ก (microsphere) ที่ทำมาเป็นพิเศษเข้าไปในขั้นตอนการผลิต เม็ดพลาสติกแบบแรกจะฝังอยู่ในชั้นแกรไฟต์ของขั้วแอโนด เมื่อเกิดรอยแยกขึ้น ชั้นเคลือบพลาสติกจะแตกออก โลหะอัลลอยเหลว indium gallium arsenide ก็จะไหลออกมาเติมเต็มช่องว่างให้ปิดสนิทเหมือนเดิม นี่คือการบรรเทาปัญหาการเสื่อมสภาพของขั้วแอโนด

ส่วนทางปัญหาเรื่องการลัดวงจร ก็ใช้วิธีคล้ายๆ กันกับแบบแรก แต่ว่าใช้เม็ดพลาสติกที่ทำจากโพลีเอธีลีน (polyethylene) ฝังไว้ในขั้วและวงจรภายในตัวแบตเตอรี่ เมื่ออุณหภูมิสูงเกินกว่า 105 องศาเซลเซียส โพลีเอธีลีนจะละลายเคลือบวงจรเอาไว้ ไม่ให้กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านได้อีกเพื่อป้องกันไม่ได้เกิดความร้อนสะสมจนระเบิด เปรียบได้เหมือนเซฟทีคัทตัดไฟขณะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรในบ้านนั่นเอง

แต่อย่างไรก็ตาม ผมก็ขอเน้นตรงนี้ว่าเทคโนโลยีพวกนี้เป็นเพียงของแก้ขัดให้เราใช้ไปอีกสักสิบกว่าปีข้างหน้าเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ไม่ยอมหยุดอยู่แค่ตรงนี้แน่ๆ สักวันหนึ่งเราจะต้องมีเทคโนโลยีแหล่งกักเก็บพลังงานแบบใหม่ที่เก็บพลังงานได้มากกว่า คงทนกว่า สะดวกกว่ามาแทนที่... ไม่ช้าก็เร็ว

ที่มา - Science News

ขณะที่รถยนต์พลังงานไฟฟ้าล้วน (Electric Vehicle - EV) กำลังมีแนวโน้มได้รับความนิยมขึ้นเรื่อยๆ จากคุณสมบัติไม่ปล่อยมลพิษขณะขับขี่ แต่ปัญหาสำคัญของ EV คือเวลาที่ใช้ในการชาร์จนั้นจะนานมากจนอาจจะทำให้ภาพคิวต่อแถวเติม NGV ในบ้านเรากลายเป็นเรื่องเล็ก แม้จะมีระบบชาร์จเร็วเข้ามาช่วยลดเวลาแต่การชาร์จเร็วก็มักลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่มีราคาแพงลง ล่าสุดทีมวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซ็ท (MIT) ก็ได้สาธิตทดสอบว่าการลดอายุการใช้งานนี้มีผลหนักแค่ไหน และพบว่าการชาร์จเร็วถึง 1500 รอบมีผลลดประสิทธิภาพแบตเตอรี่เพียง 10%

ทีมงานอาศัยมอเตอร์ไซต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่จากบริษัท A123 System เพื่อทดสอบระบบชาร์จเร็วที่สร้างขึ้น โดยในเวลาสิบนาทีสามารถชาร์จไฟได้ 80% ของความจุ โดยจุดสำคัญที่ทีมงานระบุคือความร้อนนะหว่างการชาร์จที่ต้องมีการระบายให้ดี

หากแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่พอที่จะใช้งานได้ทั้งวันต่อการชาร์จหนึ่งรอบ นั่นหมายถึงแบตเตอรี่ชุดหนึ่งๆ น่าจะมีอายุการใช้งานมากกว่า 5 ปี ถึงตรงนั้นเราอาจจะพบว่าต้นทุนในส่วนของแบตเตอรี่ไม่ใช่เรื่องใหญ่นักเทียบกับรถยนต์ในปัจจุบันที่มีส่วนสึกหรอจำนวนมากเช่นกัน

ไม่รู้ระบบชาร์จนี้มีขายขนาดเล็กไหม เพราะแบตเตอรี่โทรศัพท์ผมเสื่อมเร็วมาก

ที่มา - The Future of Things

ถ้าใครจะใช้รถไฟฟ้าหรือกระทั่งรถไฮบริดในทุกวันนี้จะพบว่าปัญหาสำคัญคือค่าแบตเตอรี่ที่เป็นต้นทุนก้อนใหญ่ของตัวรถ แต่จากการศึกษาล่าสุดพบว่าแบตเตอรี่เหล่านี้ทนทานกว่าที่คาดกัน และแม้จะเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา แต่ก็ยังสามารถนำไปใช้งานอื่นๆ ได้ในอนาคต

นิสสันคาดว่าจะมีความต้องการแบตเตอรี่ใช้แล้วเหล่านี้กว่า 50,000 ชุดภายในปี 2020เพราะแม้แบตเตอรี่จะเสื่อมสภาพ แต่ในความเป็นจริงแล้วมันยังทำงานได้ถึงร้อยละ 70 แม้จะใช้งานไปแล้วสิบปี บริษัทรถฝั่งอเมริกาเองก็เห็นโอกาสแบบเดียวกัน โดย General Motors นั้นก็เริ่มศึกษาโอกาสทางธุรกิจนี้แล้ว

แบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพไปบ้างเหล่านี้อาจนำไปใช้ในการใช้งานที่ไม่ได้ต้องการความจุต่อน้ำหนักสูงสุดเสมอไป เช่น การสำรองไฟสำหรับศูนย์ข้อมูลและโรงพยาบาล, การเก็บไฟสำหรับการผลิตพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานลมและแสงแดด, การจัดการพลังงานเช่นการเกลี่ยพลังงานไฟฟ้าจากช่วงเวลาที่พลังงานถูกไปเก็บใส่แบตเตอรี่เพื่อไปใช้งานในช่วงเวลาที่พลังงานแพงแทน

ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันในรถไฟฟ้านั้นเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ที่ใช้ในรถยนต์ทุกวันนี้พอสมควร โดยมันสามารถรีไซเคิลได้ในสัดส่วนที่สูง

ซื้อมาเสียบโน้ตบุ๊กกัน...

ที่มา - Wired

บราเธอร์เจ้าเดียวกับที่ขายพรินเตอร์บ้านเราได้เปิดตัวแบตเตอรี่ที่สร้างพลังงานได้จากตัวเองด้วยการสั่น โดยออกแบบมาเพื่ออุปกรณ์ที่ต้องการพลังงานต่ำๆ อยู่แล้วเช่นรีโมท

ภายในตัวแบตเตอรี่นั้นจริงๆ แล้วใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ 500mF เพื่อเก็บพลังงานวางคู่กับตัวผลิตกระแสไฟฟ้าพลังความสั่นไหว โดยตัวผลิตกระแสไฟฟ้านั้นมีความสามารถในการผลิตที่ 10 ถึง 180mW ขณะที่รีโมททั่วๆ ไปมักใช้พลังงานที่ 40 ถึง 100mW

ต่อไปต้องแปะป้าย "เขย่าก่อนใช้งาน"

ที่มา - Tech-On