World Update: คิดค้น โซลาร์เซลล์ แบบใหม่ที่ผลิตพลังงานได้ตอนกลางคืน

World Update: คิดค้น โซลาร์เซลล์ แบบใหม่ที่ผลิตพลังงานได้ตอนกลางคืน

นักวิจัยสร้าง ‘แผงพลังงานแสงอาทิตย์’ หรือ โซลาร์เซลล์ แบบใหม่ที่ผลิตพลังงานได้แม้แต่ในช่วงกลางคืน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลล์ซิดนีย์ (UNSW Sydney) ประเทศออสเตรเลีย ประสบความสำเร็จในการทดสอบอุปกรณ์ที่สามารถแปลงความร้อนจากอินฟราเรดเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ซึ่งทำให้แผงพลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซลาร์เซลล์สามารถผลิตพลังงานได้ในตอนกลางคืน 

โดยปกติ โซลาร์เซลล์จะผลิตพลังงานโดยความร้อนที่มาจากดวงอาทิตย์ ทำให้ใช้งานได้เพียงแค่ตอนกลางวัน ซึ่งเป็นข้อจำกัดใหญ่ของพลังงานแสงอาทิตย์ ทีมวิจัยจึงแก้ปัญหาด้วยการสร้างอุปกรณ์ที่มีชื่อว่า ‘Thermo-radiative diode’ ที่ทำจากปรอทแคดเมียมเทลลูไรด์ (MCT) ทำให้เครื่องมือสามารถดูดซับแสงอินฟราเรดในช่วงระยะกลางและไกลและเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้าได้

โดยแสงอินฟราเรดนั้นเกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกคลายความร้อนในตอนกลางคืนหลังจากดูดซับแสงอาทิตย์ตลอดทั้งช่วงกลางวัน “ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 และต้นศตวรรษที่ 19 มีการค้นพบว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิในเครื่องยนต์ จนเกิดเป็นความรู้ทางเทอร์โมไดนามิกส์” นิโคลาส อีกินส์-ดัวเคส (Nicholas Ekins-Daukes) สมาชิกในทีมวิจัย อธิบาย

เขาเสริมว่า “หลักการเดียวกันนี้นำมาใช้กับพลังงานแสงอาทิตย์ได้ นั่นคือดวงอาทิตย์คือความร้อนและผิวเปลือกโลกคือความเย็น โดยให้แผงโซลาร์เซลล์เป็นดูดซับความแตกต่างนี้ซึ่งช่วยให้ผลิตไฟฟ้าได้” หรือกล่าวให้เข้าใจง่ายก็คือ เมื่อโลกปล่อยรังสีอินฟราเรดสู่อวกาศ อุปกรณ์นี้จะใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของอุณหภูมิสร้างพลังงานขึ้นมา

อย่างไรก็ตาม ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ในอุปกรณ์ต้นแบบนี้ยังคงอยู่ที่ประมาณร้อยละ 0.001 ของการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ปกติ แต่นี่เป็นจุดเริ่มต้นที่สำคัญ และจะช่วยพัฒนาเทคโนโลยีด้านโซลาร์เซลล์จนสามารถแข่งขันกับพลังงานอื่น ๆ ได้ดีขึ้นในอนาคต 

“เรายังไม่มีวัสดุมหัศจรรย์ที่จะทำให้ ‘Thermo-radiative diode’ ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ แต่เราได้พิสูจน์ในเชิงหลักการแล้ว และเรากระตือรือร้นที่จะเห็นว่าเราจะสามารถปรับปรุงผลลัพธ์ให้ดีขึ้นได้อีกในไม่กี่ปีข้างหน้า” นิโคลาส กล่าว

สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

ที่มา

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.2c00223

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220517112246.htm

https://www.sciencealert.com/engineers-measure-the-potential-of-a-new-kind-of-solar-cell-fueled-by-the-night

เรื่องแนะนำ

การกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก (Geographic Coordinate System)

มนุษย์นำ ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ มาใช้ในกำหนดและระบุตำแหน่งต่าง ๆ บนพื้นผิวทรงกลมของโลก โดยการอ้างอิงพิกัดที่เกิดจากค่าระยะเชิงมุมของละติจูด (Latitude) และลองจิจูด (Longitude) ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ (Geographic Coordinate System) คือ ระบบอ้างอิง 3 มิติที่เก่าแก่ที่สุด ซึ่งมนุษย์นำมาใช้ในกำหนดและระบุตำแหน่งต่าง ๆ บนพื้นผิวทรงกลมของโลก โดยการอ้างอิงพิกัดที่เกิดจากค่าระยะเชิงมุมของละติจูด (Latitude) และลองจิจูด (Longitude) ซึ่งเคลื่อนออกห่างจากศูนย์กำเนิด (Origins) ที่กำหนดขึ้น สำหรับศูนย์กำเนิดของละติจูด (Origin of Latitude) คือ เส้นสมมติในแนวระนาบที่ตัดผ่านศูนย์กลางของโลกพร้อมทั้งตั้งฉากไปกับแกนหมุนหรือที่เราเรียกกันว่า “เส้นศูนย์สูตร” (Equator) ขณะที่ศูนย์กำเนิดของลองจิจูด (Origin of Longitude) คือ เส้นสมมติในแนวตั้งที่ลากผ่านแกนหมุนของโลกตรงบริเวณหอสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ เมืองกรีนิช (Greenwich) ประเทศอังกฤษ ซึ่งตั้งฉากกับเส้นศูนย์สูตรหรือที่เราเรียกกันว่า “เส้นพรามเมริเดียน” (Prime Meridian) ซึ่งเป็นเส้นเมริเดียนเริ่มแรกที่แบ่งโลกออกเป็นซีกโลกตะวันตกและซีกโลกตะวันออก ดังนั้น ตำแหน่งที่เกิดขึ้นบนโลกตามระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์จึงมีหน่วยเป็นองศา ลิปดา และพิลิปดา พร้อมกับกำหนดอักษรที่ระบุทิศเหนือ-ใต้ (N/S) […]

กลุ่มดาวหมีเล็ก (Ursa Minor)

กลุ่มดาวหมีเล็ก กลุ่มดาวที่ปรากฏเฉพาะซีกโลกเหนือ กลุ่มดาวหมีเล็ก (Ursa Minor) เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากล (Constellations) ของโลก เป็นกลุ่มดาวฤกษ์ ซึ่งอยู่เคียงข้างกลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) บนซีกฟ้าเหนือ ครอบคลุมพื้นที่ราว 256 ตารางองศา หรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 56 ของกลุ่มดาวทั้งหมด กลุ่มดาวหมีเล็กเป็นกลุ่มดาวที่สามารถพบเห็นได้ตลอดทั้งปีในท้องฟ้าฝั่งซีกโลกเหนือ แต่จะมองเห็นได้ชัดเจนที่สุดในเดือนมิถุนายนหรือช่วงรอยต่อของฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน แต่จะไม่ปรากฏขึ้นให้เห็นบนท้องฟ้าของฝั่งซีกโลกใต้ อ่านเพิ่มเติมเรื่อง : กลุ่มดาว นอกจากนี้ กลุ่มดาวหมีเล็กยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) เมื่อหลายพันปีก่อนเช่นเดียวกับกลุ่มดาวหมีใหญ่อีกด้วย ส่งผลให้กลุ่มดาวหมีเล็กเป็นกลุ่มดาวเก่าแก่ที่มีชื่อเรียกเฉพาะถิ่นมากมาย โดยชาวกรีกโบราณเรียกกลุ่มดาวนี้ว่า “หมีตัวเล็ก” (Little bear) ขณะที่ชาวจีนและชาวบาบิโลเนียเรียกกลุ่มดาวนี้ว่า “ราชรถแห่งสวรรค์” (Wagon of heaven) หรือชาวอังกฤษที่เรียกกลุ่มดาวหมีเล็กว่ากลุ่มดาว “คันไถ” (Plough) เป็นต้น องค์ประกอบของกลุ่มดาวหมีเล็ก กลุ่มดาวหมีเล็กเป็นที่รู้จักกันดี จากการมีรูปร่างคล้ายกลุ่มดาวหมีใหญ่ในขนาดย่อส่วน ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ […]

พบเครื่องมือหินเก่าแก่ที่สุดนอกทวีปแอฟริกา

จากหลักฐานที่พบใหม่ในจีนนี้บ่งชี้ว่าบรรพบุรุษญาติห่างๆ ของมนุษย์เดินเท้าอพยพออกจากทวีปแอฟริกาเร็วกว่าที่คาดคิดกันไว้มาก ทว่าพวกเขาคือใครยังคงไม่มีคำตอบที่ชัดเจน

การเจริญเติบโตของพืช : การงอกของเมล็ด

การงอกของเมล็ด จำเป็นต้องอาศัยปัจจัยภายนอกที่เหมาะสม จึงสามารถส่งผลให้เกิดกระบวนการงอกของเมล็ดได้ การงอกของเมล็ด ต้องได้รับสภาพแวดล้อมภายนอกที่เหมาะสมมากระตุ้นการเปลี่ยนแปลงภายในเมล็ด ซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายกระบวนการ เริ่มตั้งแต่เมล็ดมีการดูดน้ำเพื่อทำให้เซลล์ได้รับน้ำเข้าไป จึงเริ่มมีการทำงานของเอนไซม์สำหรับย่อยอาหารที่เก็บสะสมไว้ในการพัฒนาของต้นกล้า ปัจจัยในการงอกของเมล็ด 1. การมีชีวิตของเมล็ด นับว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการเพาะเมล็ด สาเหตุที่เมล็ดไม่สมบูรณ์ หรือมีอายุสั้น อาจเนื่องจากการเจริญเติบโตของเมล็ดไม่เหมาะสมขณะที่ยังอยู่บนต้นแม่ หรือเนื่องจากได้รับอันตราย ขณะทำการเก็บเกี่ยว หรือขบวนการในการผลิตเมล็ดไม่ดีพอ (อ่านเพิ่มเติม: การสร้างเล็ดของพืชดอก) 2. สภาพแวดล้อมในขณะเพาะ เมล็ดต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ดังนี้ น้ำ เป็นตัวทำให้เปลือกเมล็ดอ่อนตัว และเป็นตัวทำละลายอาหารสะสมภายในเมล็ด ที่อยู่ในสภาวะที่เป็นของแข็ง ให้เปลี่ยนเป็นของเหลว และเคลื่อนที่ได้ ทำให้จุดเจริญของเมล็ดนำไปใช้ได้ แสง เมล็ดเมื่อเริ่มงอก จะมีทั้งชนิดที่ต้องการแสง ชอบแสง และไม่ต้องการแสง ส่วนใหญ่เมล็ดเมื่อเริ่มงอก จะไม่ต้องการแสง ดังนั้น การเพาะเมล็ดโดยทั่วไป จึงมักกลบดินปิดเมล็ดเสมอ แต่แสงจะมีความจำเป็น หลังจากที่เมล็ดงอกแล้ว ขณะที่เป็นต้นกล้า แสงที่พอเหมาะจะทำให้ต้นกล้าแข็งแรง และเจริญเติบโตได้ดี อุณหภูมิ อุณหภูมิที่เหมาะสม ช่วยให้เมล็ดดูดน้ำได้เร็วขึ้น กระบวนการใน การงอกของเมล็ด เกิดขึ้นเร็ว และช่วยให้เมล็ดงอกได้เร็วขึ้น อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับพืชแต่ละชนิด จะไม่เท่ากัน […]