นวัตกรรมพลิกโลกด้วย “เครื่องมืออินฟราเรดกักเก็บพลังงานความร้อนเหลือทิ้ง”

เครื่องมืออินฟราเรด New Infrared-Emitting Device เป็นนวัตกรรมใหม่ที่มีความเป็นไปได้ที่จะพัฒนา โซลาร์เซลล์ยุคปัจจุบันให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น thermophotovoltaics เป็นชนิดหนึ่งของโซลาร์เซลล์ที่ใช้แสงอินฟราเรดและความร้อนที่แตกต่างจากโซลาเซลล์ที่ใช้แสงชนิดหนึ่งจากดวงอาทิตย์ที่มนุษย์สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า เช่น แสงแดด เป็นต้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนา thermophotovoltaics ให้มีความเสถียรมากยิ่งขึ้นและเพียงพอที่จะกักเก็บพลังงานความร้อนเหลือทิ้งจากบริเวณต่าง ๆ รอบตัวเรา

เครื่องมือกักเก็บพลังงานความร้อนเหลือใช้ด้วยแรงเหนี่ยวนำพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์
(ที่มาของรูปภาพ website : phys.org)

ขณะนี้กลุ่มผู้วิจัย thermophotovoltaics ได้สร้าง เครื่องมือเพื่อกักเก็บพลังงาน อินฟราเรด “อภิวัสดุ” วัสดุที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้มีคุณสมบัติตามที่จุดประสงค์เท่านั้น โดยคุณสมบัติเหล่านี้ไม่สามารถพบได้ตามธรรมชาติ โดยกลุ่มผู้วิจัยใช้อภิวัสดุนี้เพื่อกักเก็บและปลดปล่อย คลื่นความถี่รังสีอินฟราเรดด้วยการติดตั้งโปรแกรมควบคุมการทำงานของอุปกรณ์นี้บนระบบ MEMS (microelectromechanical systems) ระบบจักรกลไฟฟ้าจุลภาค ผลจากการประดิษฐ์เครื่องมือนี้สามารถกักเก็บพลังงาน อินฟราเรดด้วยเวลาอันรวดเร็วจากพิกเซลสู่พิกเซล มากไปกว่านั้นเครื่องมือชนิดนี้ยังสามารถทำงานดีได้ตามประสิทธิภาพในอุณหภูมิห้องและหากนำไปวางไว้ในบริเวณความร้อนสูงจะยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพการกักเก็บพลังงาน

แผงวงจรอภิวัสดุอัจฉริยะขนาดพิกเซลต่อพิกเซล (ที่มาของรูปภาพ website : futurism)

กลุ่มผู้วิจัย thermophotovoltaics มีความเชื่อว่า นวัตกรรมใหม่นี้จะเป็นจุดเริ่มต้นวิวัฒนาการโลกยุคใหม่ที่เทคโนโลยีสามารถใช้พลังงานได้อย่างคุ้มค่ามากขึ้นและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ได้กับอุตสาหกรรมหลากหลายแขนง อาทิ อุตสาหกรรมยานยนต์ที่สามารถนำความร้อนเหลือใช้จากรถยนต์กลับมาใช้ซ้ำโดยการเพิ่มกระแสไฟฟ้าเข้าไปในแบตเตอรี่รถยนต์ ซึ่งหมายความว่าในอนาคตรถยนต์ไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพสูงขึ้นสามารถวิงได้ในระยะเวลาที่ไกลขึ้น

โครงสร้างภายในรถยนต์ขับเคลื่อนพลังงานไฟฟ้า (ที่มาของรูปภาพ website : eurocarnews)

เกร็ดความรู้…แบ่งปันเฉพาะผู้อ่าน
รังสีอินฟราเรด คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่แผ่มาจากดวงอาทิตย์ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์นั้นมีหลายชนิด เช่น แสงที่ตามองเห็น (Visible light) มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 400 - 700 นาโนเมตร ส่วน รังสีอินฟราเรด มีความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร - 1 มิลลิเมตร
Thermophotovoltaics มาจากรากคำศัพท์สามกลุ่มร่วมกัน Thermo มีความหมายว่าความร้อน Phos มาจากภาษากรีกแปลว่าแสง และ volt เป็นหน่วยของแรงเหนี่ยวนำ ซึ่ง voltเป็น นามสกุลของนักฟิสิกส์ชาวอิตาเลียนชื่อ Volta ผู้เป็นนักประดิษฐ์แบตเตอรี่ ซึ่งถ้าน้ำสามกลุ่มคำมาร่วมกันจะได้ Thermophotovoltaics ซึ่งมีความหมายว่า แรงเหนี่ยวนำพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์

เรียบเรียงโดย นายศาสตร์ณุพล วิเชียรกัลยารัตน์ ทีมงาน iEnergy Guru
เอกสารอ้างอิง

http://www.flir.in.th/th/infrared-knowledge2.html
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170413101843.htm
https://futurism.com/a-new-device-could-utterly-transform-how-we-produce-energy/
http://www.sciencenewsline.com/news/2017041320420059.html
http://www.tpemagazine.com/2009/2013-07-03-11-21-48/137--35/711--mems-.html

นวัตกรรมพลิกโลกด้วย “เครื่องมืออินฟราเรดกักเก็บพลังงานความร้อนเหลือทิ้ง”