คอนกรีตที่เปลี่ยนบ้านให้กลายเป็นแบตเตอรี่
ณ ห้องทดลองแห่งหนึ่งที่เมืองเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์ของสหรัฐฯ มีกองคอนกรีตทรงกระบอกสีดำเงาตั้งเรียงซ้อนกัน โดยแช่อยู่ในของเหลวและมีสายไฟพันอยู่โดยรอบ คอนกรีตทรงกระบอกสีดำเงาที่ประดิษฐ์ขึ้นนี้ได้เชื่อมต่อเข้ากับหลอดไฟแอลอีดี (LED) ที่เตรียมไว้หลอดหนึ่ง เมื่อทดสอบกดสวิตช์ไฟฟ้าทำให้มันส่องสว่างขึ้นมา
สเตฟานิอุกเล่าถึงปรากฏการณ์ดังกล่าวที่เกิดขึ้นโดยไม่คาดฝัน “ผมคิดว่ามันเป็นความผิดพลาด โดยผมอาจไม่ได้ตัดการเชื่อมต่อหลอดไฟกับแหล่งพลังงานภายนอก จนทำให้มันสว่างขึ้นมาได้”
ซึ่งคอนกรีตของเขามีศักยภาพที่จะเป็นทางออกหนึ่งของปัญหาพลังงานได้ โดยเขากับเพื่อนนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเซตส์หรือเอ็มไอที (MIT) ได้ค้นพบวิธีสร้างอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่เรียกว่า “ตัวเก็บประจุยิ่งยวด” (supercapacitor) โดยใช้เพียงวัสดุธรรมดาที่มีราคาถูก 3 อย่าง ได้แก่น้ำ, ปูนซีเมนต์, และวัสดุที่เรียกว่าผงเขม่าดำหรือ “คาร์บอนแบล็ก” (carbon black)
ตัวเก็บประจุยิ่งยวดนั้นมีประสิทธิภาพสูง แต่มีความแตกต่างสำคัญที่ไม่เหมือนกับแบตเตอรีธรรมดาในบางประการ เช่นสามารถจะชาร์จกักเก็บพลังงานได้รวดเร็วยิ่งกว่าแบตเตอรีลิเทียมไอออนมาก ทั้งยังเสื่อมประสิทธิภาพลงในอัตราที่ช้ากว่าแบตเตอรีชนิดดังกล่าว แต่ตัวเก็บประจุยิ่งยวดกลับปลดปล่อยพลังงานที่เก็บเอาไว้ออกมาอย่างรวดเร็วเกินไป ทำให้ไม่เหมาะจะใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ที่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอเป็นเวลานาน เช่นโทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป และรถยนต์ไฟฟ้า
แต่ถึงอย่างไรก็ตาม สเตฟานิอุกบอกว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวดจากปูนซีเมนต์คาร์บอน สามารถจะเข้ามามีบทบาทในการทำประโยชน์ใหญ่หลวงแก่ระบบเศรษฐกิจโลก ซึ่งกำลังพยายามลดการปล่อยคาร์บอนอยู่อย่างแข็งขัน “หากเราสามารถพัฒนาประสิทธิภาพของมันให้อยู่ในระดับสูงขึ้นได้ เทคโนโลยีนี้จะช่วยแก้ปัญหาสำคัญ ซึ่งก็คือการกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติได้” ซึ่งการนำปูนซีเมนต์คาร์บอนไปก่อสร้างเป็นรากฐานและโครงสร้างของอาคารบ้านเรือน ซึ่งจะทำให้ที่อยู่อาศัยดังกล่าวสามารถกักเก็บพลังงานได้ “การที่เรามีทั้งผนัง เสา หรือรากฐานของบ้าน ซึ่งทำจากปูนซีเมนต์คาร์บอน ไม่เพียงแต่จะทำให้ตัวอาคารมีโครงสร้างที่แข็งแรงเท่านั้น แต่ยังกักเก็บพลังงานไว้ใช้ได้อีกด้วย” แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีดังกล่าวยังอยู่ในการพัฒนาขั้นต้น จึงยังมีความจุในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าไม่มากนัก โดยอยู่ที่ประมาณ 300 วัตต์-ชั่วโมง ต่อปริมาตรหนึ่งลูกบาศก์เมตร ซึ่งเพียงพอจะทำให้หลอดไฟแอลอีดี 10 วัตต์ สว่างอยู่ได้นานราว 30 ชั่วโมง
ความท้าทายอื่น ๆ ในการพัฒนาตัวเก็บประจุยิ่งยวดจากปูนซีเมนต์คาร์บอน ยังได้แก่อัตราส่วนที่เหมาะสมของผงเขม่าดำที่ต้องเติมลงไปในปูนซีเมนต์ด้วย เนื่องจากการผสมคาร์บอนแบล็กในสัดส่วนที่มากเกินไป แม้จะช่วยให้ความสามารถในการนำไฟฟ้าสูงขึ้น แต่ความแข็งแกร่งของคอนกรีตที่ได้ก็จะลดลงเป็นเงาตามตัว ดังนั้นการก่อสร้างอาคารที่หวังประโยชน์ทั้งในด้านความแข็งแกร่งของโครงสร้างและการกักเก็บพลังงานไปพร้อมกัน จึงต้องมองหาสูตรผสมปูนซีเมนต์คาร์บอนที่ดีที่สุดให้ได้เสียก่อน
แม้ตัวเก็บประจุยิ่งยวดชนิดนี้จะช่วยลดการพึ่งพาลิเทียม แต่ตัวมันเองก็ใช่ว่าจะปราศจากผลกระทบทางลบต่อสิ่งแวดล้อม เพราะอย่างไรเสีย การผลิตปูนซีเมนต์ก็มีส่วนรับผิดชอบต่อการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศราว 5-8% ของกิจกรรมที่มาจากมนุษย์ทั่วโลก ยิ่งไปกว่านั้น ปูนซีเมนต์คาร์บอนดังกล่าวจะต้องใช้งานโดยผสมขึ้นสด ๆ และไม่สามารถหล่อเป็นก้อนสำเร็จรูปเพื่อติดตั้งเพิ่มเติมเข้าไปในโครงสร้างที่มีอยู่แล้วได้
“งานวิจัยนี้เปิดประตูสู่เส้นทางแห่งความเป็นไปได้ที่หลากหลาย ในการใช้สิ่งก่อสร้างเป็นตัวกลางในการกักเก็บพลังงาน และเนื่องจากวัสดุเหล่านี้ใช้กันทั่วไป รวมทั้งวิธีผลิตก็ค่อนข้างง่ายไม่ซับซ้อน สิ่งเหล่านี้บ่งบอกว่า เราควรจะศึกษาและพัฒนาวิธีการดังกล่าวต่อไป มันอาจจะมีศักยภาพในการเป็นเครื่องมือชิ้นหนึ่ง ที่มีประโยชน์อย่างสูงต่อการเปลี่ยนผ่านไปสู่โลกอนาคตที่สะอาดและมีความยั่งยืนมากขึ้น”
พบเครื่องบิน "โบอิ้ง 737" ที่หายไป 13 ปี ถูกจอดทิ้งกลางสนามบิน
‘ดร.ธรณ์’ แนะนำ ถ้าจะย้ายที่อยู่ จังหวัดไหนเหมาะที่สุด ที่ไม่มีมลพิษของฝุ่นและภัยพิบัติทางธรรมชาติ
ชาวนาเขมรยกมือไหว้วอนคนไทย “เปิดด่านช่วยด้วย” หลังราคาข้าวทรุดหนัก สวนทางคำพูดในอดีตที่เคยดูแคลนไทย
10 อันดับเมืองที่มีมลพิษสูงสุดกรุงเทพฯ
แบงก์เขมรปิด ฮุน โต! เผ่นหนี ลูกค้าถอนเงินไม่ได้
ชาว เกษตรกร เขมร กดดันไทยเปิดด่าน ควบรถไถเหยียบนาข้าวทิ้ง ราคาตกต่ำสุดขีด
'ฮุนเซน' ควันออกหู หลังลาวฉวยโอกาสขายของตัดหน้า แย่งสัมปทานจีน
พืชที่มีพิษร้ายแรงเทียบเท่าพิษงูเห่า
ปมปริศนาการจากไป! พ่อแม่ 'ณัฐวุฒิ ปงลังกา' อายัดศพ หลังทราบผลชันสูตร
🔍 ถอดรหัสปี 2568! คนไทยค้นหาอะไรบน Google มากที่สุด สะท้อนภาพสังคมแห่งปี
สภาทนายความ แจงเหตุลบชื่อ ‘ทนายคนดัง’ ออกจากทะเบียนทนาย
“นานา ไรบีนา” เพิ่งพ้นคุกก็เจอดราม่าซ้อน—เพื่อน (เคย) รักแห่ออกมาสวนแรง
ปมปริศนาการจากไป! พ่อแม่ 'ณัฐวุฒิ ปงลังกา' อายัดศพ หลังทราบผลชันสูตร
“นานา ไรบีนา” เพิ่งพ้นคุกก็เจอดราม่าซ้อน—เพื่อน (เคย) รักแห่ออกมาสวนแรง
"ประธานสหภาพฯ" บริษัทไดกิ้น เปิดใจหลังสั่งปิดงาน! ชี้ ยังต้องได้โบนัส
"เป็กกี้ ศรีธัญญา" โพสต์แซ่บถึง "นิยาย" ที่แสนสนุก ใครคือเจ้าของเรื่องตัวจริง?
กองกำลังพิเศษ BHQ ทรยศฮุนเซน แอบไปซบ อก สมรังสี
เหนือความเชื่อ! "ซูเปอร์ฟูลมูน" เรื่องที่เราอาจไม่เคยรู้...
“ย้อนวันวานอาหารจานละ 2-3 บาท กินอิ่มทั้งบ้านด้วยเงินไม่กี่บาท ราคาน่ารักที่วันนี้หาไม่ได้แล้ว”
ทำไมต้องหย่ากัน หลังถูกคดีความ? เหตุผลที่ฟังดูดราม่า…แต่จริงกว่าที่คิด
นี่คือสิ่งมีชีวิตที่สูงที่สุดและใหญ่ที่สุดในโลก Redwood และ Sequoia
Unseen ไทยแลนด์ เกาะรูปหัวใจ "ทุ่งทะเลหลวง" สุโขทัย

