វិស័យថាមពលថ្មីបាននឹងកំពុងរីកដុះដាលនាពេលថ្មីៗនេះ។ ថ្ងៃនេះយើងនឹងនិយាយអំពីការអភិវឌ្ឍន៍ និងគោលការណ៍ការងាររបស់ថ្ម និងថ្មទូរស័ព្ទ។

1. គោលការណ៍ការងាររបស់ថ្ម

ឧបករណ៍ដែលអាចបំប្លែងថាមពលគីមីដោយផ្ទាល់ ថាមពលពន្លឺ ថាមពលកំដៅ ជាដើម ទៅជាថាមពលអគ្គិសនីត្រូវបានគេហៅថា ថ្ម។ វា​រួម​បញ្ចូល​ទាំង​អាគុយ​គីមី ថ្ម​នុយក្លេអ៊ែរ​ជាដើម ហើយ​អ្វី​ដែល​យើង​តែង​ហៅ​ថា​ថ្ម​ជា​ទូទៅ​សំដៅ​ទៅ​លើ​ថ្ម​គីមី។

អាគុយគីមីជាក់ស្តែងត្រូវបានបែងចែកទៅជាថ្មបឋមនិង accumulator ។ ថ្ម​ដែល​យើង​ប៉ះ​ពាល់​ក្នុង​ជីវិត​ប្រចាំ​ថ្ងៃ​របស់​យើង​ភាគ​ច្រើន​ជា​ឧបករណ៍​ផ្ទុក​។ ថ្ម​ត្រូវ​បញ្ចូល​ថ្ម​មុន​ពេល​ប្រើ ហើយ​បន្ទាប់​មក​វា​អាច​រំសាយ​បាន។ នៅពេលសាកថ្ម ថាមពលអគ្គិសនីត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលគីមី។ នៅពេលបញ្ចេញ ថាមពលគីមីត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលអគ្គិសនី។

នៅពេលដែលថ្មត្រូវបានរំសាយចរន្តត្រូវបានផ្ទេរពីអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានទៅអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានតាមរយៈសៀគ្វីខាងក្រៅ។ នៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាននិងអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមានត្រូវបានបញ្ជូនទៅអេឡិចត្រូតរៀងៗខ្លួនហើយចរន្តត្រូវបានបញ្ជូនពីអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានទៅអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលថ្មត្រូវបានរំសាយ អេឡិចត្រូតទាំងពីរមានប្រតិកម្មគីមី ហើយសៀគ្វីត្រូវបានផ្តាច់ ឬប្រតិកម្មគីមីកើតឡើង។ នៅពេលដែលសម្ភារៈអស់ ការហូរចេញនឹងឈប់។

អាស្រ័យលើសម្ភារៈដែលប្រើនៅខាងក្នុងថ្ម ថ្មអាចសាកបាន ឬមិនអាចសាកបាន។ ប្រតិកម្មគីមីខ្លះអាចបញ្ច្រាស់បាន ហើយខ្លះទៀតមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។

សមត្ថភាពនិងល្បឿននៃថ្មអាស្រ័យលើសម្ភារៈរបស់វា។

2 ប្រវត្តិនៃថ្មទូរស័ព្ទ

ថ្មទូរសព្ទចល័តជាមូលដ្ឋានអាចបែងចែកជាបីដំណាក់កាល៖ ថ្ម Ni-Cd → Ni-MH ថ្ម →

តាមឈ្មោះនៃដំណាក់កាលទាំងបីនេះ យើងអាចឃើញថាធាតុគីមីសំខាន់ៗដែលប្រើក្នុងថ្មកំពុងផ្លាស់ប្តូរ ហើយមានការច្នៃប្រឌិតផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាបន្ថែមទៀតនៅក្នុងថ្ម។ យើង​អាច​និយាយ​បាន​ថា បើ​គ្មាន​ថ្ម​លីចូម​ទេ វា​នឹង​គ្មាន​ជីវិត​ឆ្លាតវៃ​ចល័ត​ទេ​នៅ​ថ្ងៃ​នេះ។

នៅពេលដែលទូរស័ព្ទចល័តបានបង្ហាញខ្លួនជាលើកដំបូងនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ពួកគេក៏ត្រូវបានគេហៅថា “ទូរស័ព្ទចល័ត” ផងដែរ។ ពីឈ្មោះយើងអាចឃើញថាវាមានទំហំធំ។ មូលហេតុចម្បងដែលវាធំគឺដោយសារតែថ្មធំរបស់វា។

នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ថ្ម Ni-MH បានបង្ហាញខ្លួន ដែលមានទំហំតូចជាង និងងាយស្រួលដល់បរិស្ថាន។ ផលិតផល StarTAC របស់ក្រុមហ៊ុន Motorola ប្រើប្រាស់ថ្ម nickel metal hydride ដែលមានទំហំតូចល្មមនឹងបង្ខូចការយល់ឃើញរបស់មនុស្ស។ StarTAC328 ចេញ​ក្នុង​ឆ្នាំ 1996 ជា​ទូរសព្ទ​បត់​ដំបូង​គេ​របស់​ពិភពលោក​ដែល​មាន​ទម្ងន់​ត្រឹម​តែ 87 ក្រាម​ប៉ុណ្ណោះ។

នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ថ្មលីចូមក៏បានបង្ហាញខ្លួនផងដែរ។ នៅឆ្នាំ 1992 ក្រុមហ៊ុន Sony បានណែនាំថ្មលីចូមផ្ទាល់ខ្លួនទៅក្នុងផលិតផលរបស់ខ្លួន ប៉ុន្តែដោយសារតែតម្លៃខ្ពស់ និងកង្វះថាមពលដ៏ល្អឥតខ្ចោះ វាអាចប្រើប្រាស់បានតែនៅក្នុងផលិតផលរបស់ខ្លួនប៉ុណ្ណោះ។ ក្រោយមក ជាមួយនឹងការច្នៃប្រឌិតបច្ចេកវិជ្ជានៃសមា្ភារៈថ្មលីចូម និងវឌ្ឍនភាពនៃបច្ចេកវិជ្ជាផលិត សមត្ថភាព និងការចំណាយរបស់វាត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង ហើយបន្តិចម្តងៗបានទទួលការពេញចិត្តពីក្រុមហ៊ុនផលិតកាន់តែច្រើន។ យុគសម័យនៃថ្មលីចូមបានមកដល់ជាផ្លូវការហើយ។

ថ្ម Lithium និងរង្វាន់ណូបែល

ទោះបីជាការជំនួសទូរស័ព្ទចល័តកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សក៏ដោយ ប៉ុន្តែការអភិវឌ្ឍន៍នៃថ្មទូរសព្ទចល័តគឺយឺតបន្តិច។ យោងតាមទិន្នន័យស្ទង់មតិ សមត្ថភាពរបស់ថ្មកើនឡើងត្រឹមតែ 10% រៀងរាល់ 10 ឆ្នាំម្តង។ វាស្ទើរតែមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការបង្កើនសមត្ថភាពថ្មទូរស័ព្ទយ៉ាងសំខាន់ក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី ដូច្នេះហើយ វិស័យថ្មទូរស័ព្ទក៏មានលទ្ធភាព និងសក្តានុពលគ្មានដែនកំណត់ផងដែរ។

រង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាឆ្នាំ 2019 ត្រូវបានប្រគល់ជូនសាស្រ្តាចារ្យ John Goodenough, Stanley Whittingham និងបណ្ឌិត Akira Yoshino សម្រាប់ការងាររបស់ពួកគេក្នុងវិស័យថ្មលីចូម។ ជាការពិត រាល់ឆ្នាំមុនពេលពួកគេឈ្នះ មនុស្សមួយចំនួនបានទស្សន៍ទាយថាតើថ្មលីចូមនឹងឈ្នះដែរឬទេ។ វឌ្ឍនភាពនៃថ្មលីចូមមានឥទ្ធិពល និងរួមចំណែកយ៉ាងធំធេងដល់សង្គម ហើយពានរង្វាន់របស់ពួកគេគឺសមនឹងទទួលបាន។

វិបត្តិប្រេងដំបូងនៃសង្រ្គាមមជ្ឈិមបូព៌ាក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 បាននាំឱ្យមនុស្សដឹងពីសារៈសំខាន់នៃការកម្ចាត់ការពឹងផ្អែកលើប្រេង។ ការបញ្ចូលប្រភពថាមពលថ្មីអាចជំនួសប្រេងបាន។ ប្រទេស​ដែល​មាន​ការ​សាទរ​ផង​ដែរ​បាន​បង្កើត​កម្ពស់​ថ្មី​ក្នុង​ការ​ស្រាវជ្រាវ​និង​ការ​អភិវឌ្ឍ​ថ្ម។ ជាមួយនឹងផលប៉ះពាល់នៃវិបត្តិប្រេង គាត់សង្ឃឹមថានឹងរួមចំណែកក្នុងវិស័យថាមពលជំនួស។

ក្នុងនាមជាធាតុបុរាណដែលផលិតក្នុងប៉ុន្មាននាទីដំបូងនៃ Big Bang លីចូមត្រូវបានរកឃើញដំបូងដោយអ្នកគីមីវិទ្យាស៊ុយអែតក្នុងទម្រង់ជាលីចូមអ៊ីយ៉ុងនៅដើមសតវត្សទី 19 ។ វាមានប្រតិកម្មខ្លាំង។ ចំណុច​ខ្សោយ​របស់​វា​ស្ថិត​នៅ​ក្នុង​ការ​បញ្ចេញ​ប្រតិកម្ម ប៉ុន្តែ​វា​ក៏​ជា​ចំណុច​ខ្លាំង​របស់​វា​ដែរ។

នៅពេលដែលលីចូមសុទ្ធត្រូវបានប្រើជា anode ដើម្បីសាកថ្ម លីចូម dendrites ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលអាចបណ្តាលឱ្យមានសៀគ្វីខ្លីនៅក្នុងថ្ម បណ្តាលឱ្យឆេះ ឬសូម្បីតែការផ្ទុះ ប៉ុន្តែអ្នកស្រាវជ្រាវមិនដែលបោះបង់ថ្មលីចូមនោះទេ។

អ្នកឈ្នះរង្វាន់ណូបែលបីនាក់៖ Stanley Whittingham គឺជាថ្មលីចូមដែលមានមុខងារពេញលេញដំបូងគេដែលដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ដោយប្រើដ្រាយដ៏មានឥទ្ធិពលនៃលីចូមដើម្បីបញ្ចេញអេឡិចត្រុងខាងក្រៅ។

ថ្មរបស់ Whittingham អាចបង្កើតបានលើសពីពីរវ៉ុល។ នៅឆ្នាំ 1980 Goodenough បានរកឃើញថាការប្រើប្រាស់ cobalt lithium នៅក្នុង cathode អាចបង្កើនវ៉ុលទ្វេដង។ គាត់បង្កើនសក្តានុពលនៃថ្មទ្វេដង ហើយសម្ភារៈ cathode ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់គឺស្រាលណាស់ ប៉ុន្តែវាអាចធ្វើឱ្យថ្មកាន់តែរឹងមាំ។ គាត់បានបង្កើតលក្ខខណ្ឌល្អប្រសើរសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃថ្មមានប្រយោជន៍បន្ថែមទៀត;

នៅឆ្នាំ 1985 Akase Yoshino បានបង្កើតមនុស្សយន្តពាណិជ្ជកម្មដំបូងគេ។ គាត់បានជ្រើសរើសអាស៊ីតលីចូម cobalt ដែលប្រើដោយ Goodeneuf ជា cathode ហើយបានជំនួសដោយជោគជ័យនូវ alloy lithium ជាមួយ carbon ជា electrode អវិជ្ជមាននៃថ្ម។ គាត់បានបង្កើតថ្មលីចូមជាមួយនឹងប្រតិបត្តិការមានស្ថេរភាព ទំងន់ស្រាល សមត្ថភាពធំ ការជំនួសដោយសុវត្ថិភាព និងកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការឆេះដោយឯកឯង។

វាគឺជាការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេដែលបានរុញថ្មលីចូមទៅជាផលិតផលអេឡិចត្រូនិករាប់មិនអស់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងរីករាយនឹងជីវិតទូរស័ព្ទទំនើប។ អាគុយលីចូមបានបង្កើតលក្ខខណ្ឌសមរម្យសម្រាប់សង្គមថ្មីដែលមិនមានឥន្ធនៈឥតខ្សែឥតខ្សែ និងផ្តល់អត្ថប្រយោជន៍យ៉ាងច្រើនដល់មនុស្សជាតិ។

បច្ចេកវិទ្យាមិនដែលឈប់ទេ។

នៅសម័យនោះ វាចំណាយពេល 10 ម៉ោងដើម្បីសាកថ្ម និង 35 នាទីដើម្បីនិយាយ ប៉ុន្តែឥឡូវនេះ ទូរសព្ទរបស់យើងកំពុងដំណើរការឡើងវិញឥតឈប់ឈរ។ យើងនឹងមិនប្រឈមមុខនឹងបញ្ហានៃការសាកថ្មរយៈពេលយូរដូចដែលយើងបានធ្វើកាលពីអតីតកាលនោះទេ ប៉ុន្តែបច្ចេកវិទ្យាមិនដែលឈប់នោះទេ។ យើងនៅតែកំពុងស្វែងរកផ្លូវដែលមានសមត្ថភាពធំ ទំហំតូច និងថាមពលថ្មបានយូរ។

រហូតមកដល់ពេលនេះ បញ្ហា dendrite នៃថ្មលីចូម នៅតែលងបន្លាចអ្នកស្រាវជ្រាវដូចខ្មោច។ ប្រឈមមុខនឹងហានិភ័យសន្តិសុខដ៏ធំនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅទូទាំងពិភពលោកនៅតែខិតខំប្រឹងប្រែង។ Goodenough ដែលជាអ្នកឈ្នះរង្វាន់ណូបែលអាយុ 90 ឆ្នាំបានលះបង់ខ្លួនឯងយ៉ាងម៉ឺងម៉ាត់ចំពោះការស្រាវជ្រាវនិងការអភិវឌ្ឍនៃថ្មរឹង។

មិត្តយល់យ៉ាងណាដែរចំពោះថាមពលថ្មី? តើ​ទស្សនវិស័យ​របស់​អ្នក​សម្រាប់​អនាគត​នៃ​វិស័យ​ថ្ម​មាន​លក្ខណៈ​បែប​ណា? តើ​អ្វី​ជា​ការ​រំពឹង​ទុក​របស់​អ្នក​សម្រាប់​ទូរស័ព្ទ​ដៃ​នា​ពេល​អនាគត?

សូមស្វាគមន៍ដែលបានទុកសារដើម្បីពិភាក្សា សូមយកចិត្តទុកដាក់លើវិទ្យាសាស្ត្រប្រហោងខ្មៅ និងនាំមកជូនអ្នកនូវវិទ្យាសាស្ត្រដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បន្ថែមទៀត។