อินเทลประกาศรางวัล ISEF 2013: รถขับด้วยตัวเอง, ตัวเก็บประจุประสิทธิภาพสูง, สสารมืด

By: lew
Writer
on Sun, 26/05/2013 - 16:06

งานแข่งขันด้านวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ประจำปีงานหนึ่งของโลกคือ Intel ISEF ที่เปิดให้นักเรียนชั้นมัธยมส่งโครงการวิจัยของตัวเองเข้าแข่งขันได้ ปีนี้ก็ประกาศรางวัลออกมาแล้ว โดยสามรางวัลหลักได้แก่

  • Ionut Budisteanu อายุ 19 ปีจากประเทศโรมาเนียออกแบบระบบขับรถอัตโนมัติที่ใช้เรดาร์สามมิติและกล้องถ่ายภาพ ทำให้รถยนต์สามารถวิ่งไปตามถนนได้ด้วยตัวเองภายใต้ต้นทุน 4,000 ดอลลาร์ เขาได้รับรางวัล Gordon E. Moore มูลค่า 75,000 ดอลลาร์
  • Eesha Khare อายุ 18 ปีจากแคลิฟอร์เนียร์ ประดิษฐ์ตัวเก็บประจุประสิทธิภาพสูง ในขนาดที่พอดีกับแบตเตอรี่โทรศัพท์ทั่วไป ทำให้สามารถชาร์จโทรศัพท์มือถือจนเต็มได้ภายในเวลา 20-30 วินาทีเท่านั้น แนวคิดนี้ยังอาจจะนำไปใช้กับรถไฟฟ้า ที่ต้องการการชาร์จที่รวดเร็วในอนาคต
  • Henry Wanjune Lin อายุ 17 ปีจากหลุยเซียน่าสร้างระบบจำลองแกเล็กซี่นับพันแกแล็กซี่เพื่อศึกษาคุณสมบัติของสสารมืดและพลังงานมืด

ยังมีโครงการที่ชนะรางวัลในระดับรองๆ อีกจำนวนมาก อินเทลระบุว่าปีนี้รวมเงินรางวัลในงานทั้งหมดกว่า 4 ล้านดอลลาร์

ที่มา - Intel

5 Comments

PaPaSEK's picture

ผมสงสัยตรง "ตัวเก็บประจุประสิทธิภาพสูง"

คือผมเข้าใจเองว่าแบตเตอรี่จะมี maximum charging capacity เช่น 1C, 2C อย่างเช่น แบตขนาด 2,000 mAh ต้องชาร์จด้วยกระแสไม่เกิน 2A = 1 ชม.

ถ้ามันชาร์จในเวลา 20 - 30 วินาทีแบบนี้มันไม่มีปัญหาอื่นๆ ตามมาเหรอครับ

ขอบความรู้หน่อยครับ ถ้าเรื่อง maximum charging capacity ผมเข้าใจผิด รบกวนแก้ไขให้ผมด้วยครับ

งงมาได้ 2 อาทิตย์แล้วกับเรื่องนี้

hisoft's picture

แบตเตอร์รีมันมีปัญหาเพราะเก็บพลังงานในรูปแบบการเปลี่ยนแปลงทางเคมีครับ เวลามีการประจุไฟฟ้าหรือจ่ายไฟฟ้ามันจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมี หากเราประจุไฟฟ้าเร็วเกินไปจะเหมือนการเร่งปฏิกิริยาทางเคมี ทำให้ผลึกมันเปลี่ยนไปแบบไม่ควรจะเป็น ขณะที่ตัวเก็บประจุมันเก็บพลังงานในรูปแบบของประจุไฟฟ้าโดยตรงครับ ตัวเก็บประจุทั่วไป (ไม่นับตัวในข่าวนี้ ผมไม่ทราบรายละเอียด) จะใช้การนำตัวนำไฟฟ้าสองตัวมาใกล้กันครับ เช่น เอาแผ่นโลหะสองแผ่นมาวางโดยเอากระดาษคั่นไว้ แล้วม้วน ๆ ๆ เมื่อเรานำสองแผ่นนี้ไปต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้า (ขออธิบายแบบง่าย ไม่ลงไประดับอิเล็กตรอนวิ่งนะครับ เดี๋ยวคนงงเยอะ หรือถ้าต้องการละเอียดขอให้บอก เดี๋ยวผมกลับมาจัดให้) ประจุ + และ - จะวิ่งเข้าไปในแผ่นโลหะทั้งสองด้วยความที่ทั้งสองประจุนี้มีแรงดึงดูดกันเอง ทำให้มันพยายามวิ่งเข้าไปเกาะกันไว้แต่ไปหากันไม่ได้เพราะมีฉนวนกั้น (ในที่นี้คือกระดาษ)

โดยปกติข้อเสียของตัวเก็บประจุคือมันคลายประจุเองง่าย จากการคาดเดาของผมคือฉนวนต่าง ๆ มันไม่มีความสามารถพอที่จะกั้นอิเล็กตรอนได้โดยสิ้นเชิงมันก็เลยไหลจากฝั่งนึงไปอีกฝั่งนึงเรื่อย ๆ โดยเฉพาะตัวเก็บประจุต้องทำให้มีพื้นที่หน้าตัดระหว่างตัวนำทั้งสองแผ่นให้มาก (เพื่อเพิ่มพื้นที่ที่ประจุ + และ - จะมาเกาะกัน) ยิ่งเหมือนมีพื้นที่ให้รั่วได้มากขึ้นด้วยครับ

ดังนั้น การประจุเร็วจะมีผลแค่เพียงทำให้เกิดความร้อนสูง เนื่องจากแผ่นโลหะนี้มักจะทำให้บางไว้ก่อนจนถึงระดับนึง (เพื่อประหยัดที่ หนามากประจุก็เกาะไม่หนาขนาดถึงอีกด้าน แต่บางมากก็มีที่ให้ประจุเกาะไม่พอ) เมื่อบาง การที่ประจุวิ่งก็จะเกิดความต้านทานจากการเบียดกันกลายเป็นความร้อน (เหมือนตัวต้านทานทั้งหลาย) หากฉนวนที่มากั้นไม่ดีพอก็อาจจะเสียหายได้ หรือแผ่นโลหะเองก็อาจจะเสียหายได้เช่นกันครับ

แทรกนิดนึง เรื่องพวกนี้ผมคาดเดาจากวิทยาศาสตร์ที่เรียนมาเป็นส่วนมาก อาจมีบางส่วนผิดพลาดได้นะครับ

ขวดแก้วเลเดนที่โด่งดังจากการทดลองของแฟรงกลินที่ไปเล่นว่าวเพื่อล่อฟ้าผ่ามาเก็บประจุในขวดก็ใช้หลักการเดียวกันนี้ครับ นับเป็นตัวเก็บประจุยุคแรกได้เลย หน้าตาตามภาพข้างล่าง

The Phantom Thief