ล้ำ ! นักวิทย์จีนสร้าง “แบตเตอรีพกพา” จุดเด่นนุ่มยืดหยุ่น-ชาร์จมือถือได้

การศึกษาเผยแพร่ในวารสารเนเจอร์ (Nature) ระบุว่าทีมนักวิทยาศาสตร์ของจีนพัฒนาชิ้นส่วนผ้าที่นุ่มและสามารถระบายอากาศได้ ซึ่งมาพร้อมคุณสมบัติกักเก็บพลังงาน และสามารถจ่ายพลังงานแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลอย่างสมาร์ตโฟนและนาฬิกาได้ด้วย

การเปลี่ยนจากอิเล็กโทรไลต์เหลวแบบดั้งเดิม เป็นอิเล็กโทรไลต์ชนิดเจลโพลีเมอร์ ถือเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงในการเพิ่มความยืดหยุ่นของแบตเตอรีแบบพกพาได้ ทว่าระดับความเปียกชื้นที่ไม่เพียงพอตรงบริเวณส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรไลต์แบบเจลโพลีเมอร์และอิเล็กโทรดอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าลดลง โดยเฉพาะเมื่อแบตเตอรีเกิดการเสียรูป

กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟู่ตั้นได้ประดิษฐ์โครงสร้างลักษณะเป็นช่องๆ ภายในการออกแบบอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นแนวทางล้ำสมัยที่สร้างส่วนต่อประสานที่ละเอียดและเสถียร และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของแบตเตอรีแบบพกพา

นักวิจัยดึงเอาแรงบันดาลใจจากไม้เลื้อยและเถาวัลย์พืชที่ขึ้นพันกันแน่นหนาตามธรรมชาติ มาประยุกต์สร้างเป็นเส้นใยอิเล็กโทรดจำนวนมากที่รวมเป็นช่องแบบเรียงตัวเป็นเส้นเดียวกัน (aligned channel) ขณะพื้นผิวของเส้นใยอิเล็กโทรดแต่ละเส้นได้รับการออกแบบให้มีช่องที่เชื่อมกันเป็นตาข่าย (networked channel)

จากนั้นสารละลายโมโนเมอร์จะแทรกซึมเข้าไปตามช่องที่เรียงตัวเป็นเส้น ก่อนซึมเข้าสู่ช่องที่เชื่อมกันเป็นตาข่ายเพื่อสร้างอิเล็กโทรดแบบเจล ทีมวิจัยจึงสามารถสร้างแบตเตอรีลิเทียมไอออนแบบเส้นใยที่มีความยาวหลายกิโลเมตร และมีความเข้มข้นของพลังงานสูงพอที่จะจ่ายพลังงานให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ เช่น โดรน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เผิงฮุ่ยเซิ่ง ผู้ร่วมเขียนการศึกษา กล่าวว่านักวิจัยได้จัดตั้งสายการผลิตนำร่อง และบรรลุกำลังการผลิต 300 วัตต์-ชั่วโมงต่อชั่วโมง ซึ่งเทียบเท่ากับปริมาณแบตเตอรีที่ผลิตต่อชั่วโมงที่สามารถชาร์จโทรศัพท์มือถือ 20 เครื่องได้พร้อมกัน โดยแบตเตอรีเส้นใยนี้ยังมีศักยภาพสำหรับนำไปใช้ในด้านการดับเพลิง การบรรเทาภัยพิบัติ การสำรวจขั้วโลก รวมถึงการบินและอวกาศ

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS  

ภาพซินหัว : นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟู่ตั้นสาธิตการชาร์จโทรศัพท์มือถือด้วยการวางบนผ้าที่ทอด้วยแบตเตอรี่เส้นใย วันที่ 22 เม.ย. 2024

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : Xinhua

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech