ໄຟລ໌ທີເຕນຽມຖືກນຳໃຊ້ແນວໃດໃນການປະຍຸກໃຊ້ດ້ານພະລັງງານທີ່ທັນສະໄໝ?

ການນຳໃຊ້ພະລັງງານທີ່ທັນສະໄໝຕ້ອງການວັດຖຸທີ່ສາມາດຕ້ານທານສະພາບການໃຊ້ງານທີ່ຮຸນແຮງທີ່ສຸດ ໃນຂະນະທີ່ຍັງຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ເໝືອນກັນໄດ້ເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ. ແຜ່ນທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມ (Titanium foil) ໄດ້ເກີດຂຶ້ນເປັນວັດຖຸທີ່ສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງໃນລະບົບພະລັງງານລຸ້ນຕໍ່ໄປ ຈາກເຊວເລື່ອງເຮືອນເຄື່ອນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໄອໂດຣເຈັນ (hydrogen fuel cells) ໄປຈົນເຖິງໂຄງສ້າງແບັດເຕີຣີທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ລະບົບປ່ຽນແປງພະລັງງານແສງຕາເວັນ. ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍຄວາມຕ້ານທານການກັດກິນ, ຄວາມນຳໄຟຟ້າ, ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງຄຸນສົມບັດເຄື່ອງຈັກໃນຄວາມໜາທີ່ບໍ່ຫຼາຍນັກ ໄດ້ເຮັດໃຫ້ ຟອຍທີເຕນຽມ ມັນເປັນສິ່ງທີ່ຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການການຈັດສັນພື້ນທີ່ຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ການຫຼຸດນ້ຳໜັກ, ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ. ການເຂົ້າໃຈວ່າແຜ່ນທີເຕນຽມເຮັດວຽກແນວໃດພາຍໃນລະບົບພະລັງງານເຫຼົ່ານີ້ ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງເຫດຜົນທີ່ວິສະວະກອນກຳລັງເລີ່ມເລືອກໃຊ້ວັດຖຸນີ້ຢ່າງເພີ່ມຂື້ນສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ກຳນົດປະສິດທິພາບທັງໝົດຂອງລະບົບ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍືນຍາວ.

ການປ່ຽນແປງໄປສູ່ໂຄງສ້າງພະລັງງານທີ່ເປັນມິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ລະບົບການຈັດເກັບພະລັງງານທີ່ອີງໃສ່ເຄມີໄຟຟ້າ ໄດ້ປ່ຽນແປງເງື່ອນໄຂການເລືອກວັດຖຸຢ່າງເລິກເຊິ່ງທົ່ວທັງດ້ານພະລັງງານ. ວັດຖຸດັ້ງເດີມເຊັ່ນ: ເຫຼັກສະຕາຍເລດ, ອະລໍຢ່ານິເຄິນ, ແລະ ແຜ່ນທອງແດງ ມີຂໍ້ຈຳກັດທີ່ສຳຄັນເມື່ອຖືກສຳຜັດກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມເປັນເຄມີຮຸນແຮງ ແລະ ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເຊິ່ງເປັນລັກສະນະທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນອຸປະກອນພະລັງງານທີ່ທັນສະໄໝ. ແຜ່ນທີເຕເນຍມີຄວາມສາມາດໃນການແກ້ໄຂບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ ໂດຍມີຊັ້ນອັກຊີໄດ໌ທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທຳມະຊາດເທິງຜິວໜ້າ ເຊິ່ງໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານທີ່ດີເລີດຕໍ່ອີເລັກໂທຣໄລທ໌ທີ່ກັດກາຍ, ຢາງເຫຼັກທີ່ບໍ່ມີສິ່ງປົນເປື້ອນ, ແລະ ອາກາດທີ່ມີຄຸນສົມບັດເປັນອົກຊິໄດສ໌ ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ຊັ້ນປ້ອງກັນທີ່ອາດຈະເສື່ອມສະພາບໄປຕາມເວລາ. ບົດຄວາມນີ້ ສຶກສາເຖິງກົນໄກທີ່ເຈາະຈົງທີ່ແຜ່ນທີເຕເນຍສາມາດເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບດີຂຶ້ນໃນລະບົບເຊວເຊວ, ເຕັກໂນໂລຊີແບດເຕີຣີ, ການນຳໃຊ້ດ້ານພະລັງງານແສງຕາເວັນ, ແລະ ວິທີການຈັດເກັບພະລັງງານໃໝ່ໆ ໂດຍໃຫ້ຂໍ້ມູນລະອຽດເຖິງເຫດຜົນທີ່ວັດຖຸນີ້ໄດ້ກາຍເປັນສ່ວນສຳຄັນຂອງຍຸດທະສາດການນະວັດຕະກຳດ້ານພະລັງງານທົ່ວໂລກ.

ຟອຍລ໌ທີເຕນຽມໃນລະບົບເຊື້ອເພິງເຄື່ອງຈັກໄຮໂດຣເຈັນ

ການສ້າງແຜ່ນຂອງຂັ້ວຄູ່ ແລະ ການແຈກຢາຍປະຈຸລີ

ໃນເຊື້ອເພິງເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ເມັມເບີນການແລກປ່ຽນໂປຣຕີນ (PEMFC), ຟອຍລ໌ທີເຕນຽມເປັນວັດສະດຸຫຼັກທີ່ໃຊ້ເຮັດແຜ່ນຂອງຂັ້ວຄູ່ ເຊິ່ງເປັນສ່ວນທີ່ແຍກເຊື້ອເພິງແຕ່ລະອັນໃນສະຕັກເຊື້ອເພິງ ໂດຍໃນເວລາດຽວກັນກໍ່ເຮັດໜ້າທີ່ສົ່ງຜ່ານປະຈຸລີໄຟຟ້າລະຫວ່າງເຊື້ອເພິງ. ຟອຍລ໌ນີ້ຈະຕ້ອງສາມາດແຈກຢາຍກາຊໄຮໂດຣເຈັນ ແລະ ອົກຊີເຈັນໄປຍັງບ່ອນທີ່ເກີດປະຕິກິລິຍາ, ນຳເອົານ້ຳທີ່ເກີດຈາກປະຕິກິລິຍາອອກ, ແລະ ສົ່ງຜ່ານໄຟຟ້າດ້ວຍການສູນເສຍທີ່ຕ່ຳທີ່ສຸດ. ຟອຍລ໌ທີເຕນຽມທີ່ມີຄວາມໜາແຕ່ 0.05 ຫາ 0.2 ມີລີແມັດເຕີ ສາມາດໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງທາງກາຍະພາບທີ່ຈຳເປັນເພື່ອຕ້ານກັບແຮງກົດ ໃນເວລາທີ່ຍັງຮັກສາຮູບຮ່າງທີ່ບາງຫຼາຍເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມໜາແຫນ້ນພະລັງງານຕໍ່ປະລິມານສູງ. ຄຸນສົມບັດທີ່ຕ້ານການກັດກິນຂອງວັດສະດຸນີ້ເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນຫຼາຍໃນກໍລະນີນີ້ ການນຳໃຊ້ , ເນື່ອງຈາກແຜ່ນຂອງຂັ້ວຄູ່ຈະຖືກສຳຜັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກັບໄຟຟ້າລະລາຍທີ່ເປັນຄຳເປັນດ່າງ ຫຼື ດ່າງເປັນຄຳ, ໄຮໂດຣເຈັນທີ່ບໍ່ປົນເປື້ອນ, ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ອຸ່ນສູງທີ່ມີອົກຊີເຈັນຫຼາຍ.

ວິສະວະກອນກຳນົດໃຊ້ໄຟລ໌ທີເຕເນຍັມສຳລັບການນີ້ ເນື່ອງຈາກມັນຮັກສາຄວາມຕ້ານທານຂອງການຕິດຕໍ່ຢ່າງສະຖຽນຕົນເປັນເວລາຫຼາຍພັນຊົ່ວໂມງ ໂດຍບໍ່ມີການເສື່ອມຄຸນນະພາບຂອງໜ້າເປີດທີ່ຈຳກັດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງທາງເລືອກທີ່ເປັນເຫຼັກສະແຕນເລດທີ່ຖືກເຄືອບ. ຊັ້ນອັກຊີໄດ໌ທີເຕເນຍັມທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທຳມະຊາດເທິງໜ້າເປີດຂອງໄຟລ໌ມີຄວາມຫນາເພີຍງບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ່ຄືກັບບໍ່ກີ...... ນາໂນແມັດເທີ, ແຕ່ໃຫ້ການປ້ອງກັນຢ່າງສົມບູນຕໍ່ການກັດກິນ ໃນຂະນະທີ່ຍັງຄົງຮັກສາຄວາມສາມາດໃນການນຳໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງເໝາະສົມ ເມື່ອຖືກຈັດການຢ່າງດີຜ່ານການປິ່ນປົວໜ້າເປີດ. ການອອກແບບເຊລເຊື້ອເພີງທີ່ທັນສະໄໝໃໝ່ ປະກອບດ້ວຍຮູບແບບຂອງເຂດລົ້ນທີ່ຖືກປັ້ມ ຫຼື ຂຸດເຂົ້າໄປໃນແຜ່ນໄຟລ໌ທີເຕເນຍັມໂດຍກົງ, ເຊິ່ງສ້າງທາງເດີນສຳລັບການແຈກຢາຍກຳມະສານຢ່າງແນ່ນອນ ເພື່ອຮັບປະກັນການສົ່ງກຳມະສານຢ່າງເທົ່າທຽມກັນທົ່ວທັງເຂດທີ່ເປັນເຄື່ອງໃຊ້ງານທັງໝົດຂອງຊຸດເມັມເບຣນ-ເອເລັກໂຕດ. ວິທີການຜະລິດນີ້ເຮັດໃຫ້ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ສ່ວນປະກອບເຂດລົ້ນແຍກຕ່າງຫາກ, ລົດລ່າສຸດຄວາມສັບສົນຂອງສະຕັກ ແລະ ປັບປຸງອັດຕາສ່ວນຂອງພະລັງງານຕໍ່ນ້ຳໜັກ ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນການຂົນສົ່ງ.

ໂຄງສ້າງທີ່ສະໜັບສະໜູນຊຸດເມັມເບຣນ-ເອເລັກໂຕດ

ນອກຈາກແຜ່ນຂອງ bipolar ອອກໄປ, ແຜ່ນທີ່ເຮັດຈາກ titanium ຍັງເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສ່ວນປະກອບທີ່ໃຊ້ເພື່ອຮັກສາຄວາມໝັ້ນຄົງທາງໂຄງສ້າງພາຍໃນ membrane electrode assemblies ເອງ, ໂດຍເປີດໃຊ້ເປັນພິເສດໃນ fuel cells ທີ່ເຮັດວຽກທີ່ອຸນຫະພູມສູງເກີນ 100 ອົງສາເຊັນຕີເགຣດ. ແຜ່ນ titanium ນີ້ໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງທາງກົລະເທດຕໍ່ແຜ່ນ polymer ຫຼື ແຜ່ນ ceramic electrolyte ທີ່ບາງເກີນໄປ, ເຊິ່ງຖ້າບໍ່ມີການຮັກສາຈະເກີດການເບື່ອນຮູບຮ່າງຈາກການກົດຫຼື ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງອຸນຫະພູມໃນຂະນະທີ່ມີການປະກອບ stack ແລະ ໃນເວລາໃຊ້ງານ. ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງອຸນຫະພູມຂອງແຜ່ນ titanium ມີຄ່າຕ່ຳ ແລະ ສອດຄ່ອງຢ່າງໃກ້ເຄີຍກັບວັດສະດຸ electrolyte ສ່ວນໃຫຍ່, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເກີດຂື້ນທີ່ເນື້ອແຕະກັນ (interfacial stresses) ທີ່ອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການແຍກຊັ້ນ (delamination) ຫຼື ແ cracks ໃນ membrane ໃນຂະນະທີ່ມີການປ່ຽນອຸນຫະພູມເປັນລຳດັບຈາກການເລີ່ມຕົ້ນ, ການໃຊ້ງານ ແລະ ການປິດລະບົບ.

ຄວາມເປັນເຄມີທີ່ບໍ່ເຮັດປະຕິກິລິຍາຂອງວັດສະດຸຮັບປະກັນວ່າໂຄງສ້າງທີ່ໃຊ້ແຜ່ນທີເຕເນີຢຸມຈະບໍ່ນຳເອົາສານປົນເປື້ອນທີ່ເປັນໄອອອນເຂົ້າໄປໃນໄຟຟາລາຍ (electrolyte) ເຊິ່ງຈະຫຼຸດລົງຄວາມນຳໄຟຟ້າຂອງໄອອອນ ແລະ ເຮັດໃຫ້ເກີດການເສື່ອມສະພາບຂອງເມັມເບຣນໄດ້ໄວຂຶ້ນ. ໃນເຊລເຊື້ອເພີງເຊື້ອເພີງອົກຊິເດີ້ດແບບແຂງ (solid oxide fuel cells) ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມທີ່ສູງກວ່າ 600 ອົງສາເຊັນຕີເགຣດ, ອະລໍຢີທີເຕເນີຢຸມທີ່ຖືກອອກແບບເປັນພິເສດຈະຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງໄວ້ໄດ້ ແລະ ຕ້ານການເກີດອົກຊິເດຊັນໄດ້ຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ມີອົກຊີເຈັນຫຼາຍທີ່ດ້ານຂອງ cathode. ການນຳໃຊ້ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ຟອຍທີເຕນຽມ ເຮັດໃຫ້ການອອກແບບເຊລເຊື້ອເພີງເປັນໄປໄດ້ ເຊິ່ງຈະບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ດ້ວຍວັດສະດຸທົ່ວໄປ ແລະ ມີສ່ວນຮ່ວມໂດຍກົງຕໍ່ການປັບປຸງປະສິດທິພາບທີ່ເຮັດໃຫ້ລະບົບພະລັງງານໄຮໂດຣເຈັນເປັນທີ່ຄຸ້ມຄ່າທາງດ້ານເສດຖະກິດສຳລັບການຜະລິດພະລັງງານຖາວອນ ແລະ ການຂົນສົ່ງທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍ.

ການບູລະນາການຂອງຊັ້ນການແຜ່ກະຈາຍອາກາດ

ຟອຍລ໌ທີເຕນຽມເປັນວັດຖຸພື້ນຖານສຳລັບຊັ້ນການແຜ່ກະຈາຍອາກາດໃນເຊວເລີ້ນເຊື້ອໄຟ ໂດຍທີ່ມັນຕ້ອງຮັກສາຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງຄວາມຕ້ອງການທີ່ຂັດແຍ້ງກັນເຊິ່ງໄດ້ແກ່ ຄວາມສາມາດໃນການແຜ່ກະຈາຍອາກາດ ແລະ ຄວາມນຳໄຟຟ້າ. ວິສະວະກອນສ້າງຄວາມເປີດທີ່ຄວບຄຸມຢ່າງແນ່ນອນໃນຟອຍລ໌ທີເຕນຽມຜ່ານຂະບວນການການເຮັດໃຫ້ເກີດການເຊື່ອມຕໍ່ (sintering) ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອະນຸພາກທີເຕນຽມເຊື່ອມຕໍ່ກັນເປັນແຜ່ນທີ່ມີຮູເປີດ ຫຼື ຜ່ານເຕັກນິກການເຈາະດ້ວຍເລເຊີ່ (laser perforation) ເຊິ່ງສ້າງຮູຈຸລະພາກທີ່ມີຮູບແບບເປັນລະບົບ. ດັ່ງນັ້ນ ສິ່ງກໍ່ສ້າງຟອຍລ໌ທີເຕນຽມທີ່ມີຮູເປີດເຫຼົ່ານີ້ຈະອະນຸຍາດໃຫ້ອາກາດໄຮໂດຣເຈັນ ແລະ ອີກຊີເຈັນເຂົ້າໄປເຖິງບໍລິເວນທີ່ມີຕົວເຮັງ (catalyst sites) ໃນເວລາດຽວກັນກັບການນຳໄຟຟ້າອີເລັກໂຕຣນໄປຍັງບໍລິເວນທີ່ຢູ່ຫ່າງຈາກບໍລິເວນປະຕິກິລິຍາ ແລະ ຈັດການການຂົນສົ່ງນ້ຳເພື່ອປ້ອງກັນການເຕັມໄປດ້ວຍນ້ຳ (flooding) ທີ່ຈະຂັດຂວາງການເຂົ້າເຖິງອາກາດຕໍ່ຊັ້ນຕົວເຮັງ.

ຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຄວາມໜາຂອງໄຟລ໌ທີເຕນຽມມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງໃນການນີ້, ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງເຖິງແຕ່ 5 ໄມໂຄຣເມັດເທີ ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການແຈກຢາຍຄວາມໜາແຫນ້ນຂອງການໄຫຼຜ່ານປະຈຸບັນທີ່ບໍ່ເປັນເອກະພາບ, ອັນເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບທັງໝົດຂອງເຊວເສື່ອມລົງ ແລະ ເກີດຈຸດຮ້ອນທີ່ເປັນທ້ອງຖິ່ນ. ວິທີການຜະລິດໄຟລ໌ທີເຕນຽມຂັ້ນສູງສາມາດບັນລຸຄວາມທົນທານຂອງຄວາມໜາພາຍໃນ 2 ໄມໂຄຣເມັດໃນຄວາມກວ້າງທີ່ເກີນກວ່າ 1 ແມັດເຕີ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດເຊວເຕີມເຕັມຂະໜາດໃຫຍ່ສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນຢານພາຫະນະເພື່ອການຄ້າ. ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸທີ່ຕ້ານການເກີດຄວາມເປື່ອຍຕົວຈາກໄຮໂດຣເຈັນ (hydrogen embrittlement) ຮັບປະກັນວ່າຊັ້ນການແຈກຢາຍກາຊ (gas diffusion layers) ຈະຮັກສາຄວາມເປັນປົກກະຕິຂອງໂຄງສ້າງໄວ້ໄດ້ເຖິງແມ່ນວ່າຈະຖືກສຳຜັດກັບໄຮໂດຣເຈັນຄວາມດັນສູງເປັນເວລາຫຼາຍປີ, ໂດຍຫຼີກເວັ້ນບໍ່ໃຫ້ເກີດບັນຫາຄວາມລົ້ມເຫຼວທາງກົນຈັກທີ່ສົ່ງຜົນຕໍ່ວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຊື້ນແລະເປັນຕົວນຳໄຟອື່ນໆໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເຂັ້ມງວດນີ້.

ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີແບດເຕີ້ຂັ້ນສູງ

ຕົວເກັບປະຈຸບັນຂອງແບດເຕີ້ລິເທີອຸມ-ອີອົງ (Lithium-Ion Battery Current Collectors)

ໃນຖ່ານໄຟລິເທີ້ມ-ອີອົງຄະປະກອບທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແຜ່ນທີເຕນຽມຖືກນຳໃຊ້ແທນທີ່ຈະເປັນຕົວເກັບປະຈຸກີ່ນທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທຳມະດາທີ່ເຮັດຈາກທ......

ວິສະວະກອນດ້ານຖ່ານໄຟກຳນົດໃຫ້ໃຊ້ແຜ່ນທອງທີເຕເນຍຟອຍລ໌ສຳລັບຕົວເກັບປະຈຸລີ (current collectors) ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຄວາມປອດໄພບໍ່ສາມາດຖືກເສຍເສຍໄດ້, ເຊັ່ນ: ລະບົບອາວະກາດ ແລະ ອຸປະກອນທາງການແພດທີ່ຕິດຕັ້ງໄວ້ໃນຮ່າງກາຍ. ວັດຖຸນີ້ບໍ່ສ້າງເປັນໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍ (dendritic structures) ໃນເວລາທີ່ລິທຽມຖືກຊຸບລົງ (lithium plating), ສິ່ງນີ້ຈຶ່ງປ້ອງກັນກົນໄກຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ສຳຄັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການລົ້ມເຫຼວພາຍໃນ (internal short circuits) ໃນຖ່ານໄຟລິທຽມ-ອີອົງຄະນາ (lithium-ion cells) ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ. ແຜ່ນທອງທີເຕເນຍຟອຍທີ່ມີຄວາມໜາລະຫວ່າງ 8 ແລະ 15 ໄມໂຄຣເມັດເຕີ ສາມາດໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງທາງກາຍະພາບທີ່ພໍເທົ່າທີ່ຈະຢູ່ລອດໄດ້ໃນຂະບວນການກົດ (calendaring processes) ທີ່ຮຸນແຮງທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດຂອງເຄື່ອງເຮັດອີເລັກໂຕດ (electrode manufacturing) ໂດຍທີ່ຫຼຸດຜ່ອນມວນສານທີ່ບໍ່ເຮັດວຽກ (inactive mass) ເຊິ່ງຈະຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານຈຳເພາະ (specific energy). ການປິ່ນປົວໜ້າພ້ອມ (surface treatments) ທີ່ນຳໃຊ້ກັບຕົວເກັບປະຈຸລີທີ່ເຮັດຈາກແຜ່ນທອງທີເຕເນຍຟອຍຈະປັບປຸງການຢູ່ຕິດກັນ (adhesion) ລະຫວ່າງພື້ນຖານເຄື່ອງເຮັດຈາກລາຍເລືອດ (metal substrate) ແລະ ວັດຖຸທີ່ເຮັດເປັນເຄື່ອງເຮັດອີເລັກໂຕດ (electrode coating materials), ເພື່ອໃຫ້ວັດຖຸທີ່ເຮັດວຽກ (active materials) ຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ທາງໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່เนື່ອງໃນເວລາທີ່ມີການຊາດ-ຄາຍ (charge-discharge cycles) ຈຳນວນຫຼາຍພັນຄັ້ງ.

ສະຖາປັດຕະຍາການຖ່ານໄຟແບບແຂງ (Solid-State Battery Architecture)

ຖ່ານໄຟແບບທົດສະນີ (Solid-state batteries) ແມ່ນເປັນເຕັກໂນໂລຊີລຸ້ນຕໍ່ໄປຂອງການຈັດເກັບພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີ, ໂດຍການປ່ຽນແທນອີເລັກໂທຣໄລທ໌ແບບເຫຼວດ້ວຍວັດສະດຸເຊີເລມິກ ຫຼື ພອລີເມີທີ່ເປັນຂອງແຂງ ເຊິ່ງຊ່ວຍກຳຈັດຄວາມສ່ຽງຂອງການເກີດເພີງໄຟ ແລະ ໃຫ້ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ. ແຜ່ນທອງແດງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມ (Titanium foil) ເປັນສ່ວນສຳຄັນຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງຖ່ານໄຟແບບທົດສະນີ ເປັນຊັ້ນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງອີເລັກໂທຣໄລທ໌ແບບເປັນຂອງແຂງ ແລະ ອາໂນດທີ່ເຮັດຈາກລິເທີ້ມເມທາລ໌. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງເຄມີຂອງວັດສະດຸນີ້ກັບທັງລິເທີ້ມເມທາລ໌ ແລະ ອີເລັກໂທຣໄລທ໌ແບບເຊີເລມິກ ໃຫ້ແຜ່ນທອງແດງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຊັ້ນກາງທີ່ເສຖຽນທີ່ຊ່ວຍປ້ອງກັນການເກີດປະຕິກິລິຍາທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ ແລະ ສາມາດຮັກສາຄວາມຕ້ານທາງໃນລະຫວ່າງຜິວໃຫ້ຕ່ຳເພື່ອໃຫ້ໄອອົງຄະລິເທີ້ມລິເທີ້ມສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

ໃນການນີ້, ໂລຫະທີເຕີເນີອມທີ່ບາງຫຼາຍທີ່ສຸດ (ຄວາມຫນາດຕ່ຳກວ່າ 10 ແມັກໂຣເມີເຕີ) ແຕ່ງຕັ້ງເປັນຕົວເກັບໄຟຟ້າທີ່ປັບຕົວເຂົ້າກັບຄວາມບໍ່ສະເໝືອນກັນຂອງພື້ນຜິວຂອງເຊື້ອແພງເຊີເຣີກທີ່ຖືກຈັດຮຽງ, ເພື່ອຮັບປະກັນການແຈກຢາຍໄຟຟ້າຢ່າງເທົ່າທຽມກັນທົ່ວທັງໝົດທີ່ເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງຂັ້ວບວກ-ຂັ້ວລົບ ແລະ ເຊື້ອແພງ. ຄຸນສົມບັດຂອງໂລຫະທີເຕີເນີອມທີ່ສາມາດດັດແປງໄດ້ຢ່າງດີເດັ່ນຊ່ວຍໃຫ້ມັນສາມາດຮັບມືກັບການປ່ຽນແປງປະລິມານທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນຂັ້ວລົບທີ່ເຮັດຈາກລິເທີອຽມເມທາລ໌ໃນເວລາທີ່ມີການຊາດ-ຄາຍໄຟຟ້າໂດຍບໍ່ເກີດການແ cracks ຫຼື ການແຍກຕົວອອກຈາກພື້ນຜິວຂອງເຊື້ອແພງ. ການຄົ້ນຄວ້າດ້ານການຜະລິດຖ່ານແບບແຂງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ, ຕົວເກັບໄຟຟ້າທີ່ເຮັດຈາກໂລຫະທີເຕີເນີອມສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທາງດ້ານຜິວທີ່ຈຳກັດອັດຕາການຊາດ-ຄາຍໄຟຟ້າໃນຖ່ານແບບແຂງໄດ້ຢ່າງມີນັກ, ໂດຍກົງແກ້ໄຂບັນຫາດ້ານເຕັກນິກທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດອັນໜຶ່ງທີ່ຂັດຂວາງການນຳເອົາເຕັກໂນໂລຢີຖ່ານທີ່ປ່ຽນແປງນີ້ໄປໃຊ້ໃນເຊີງການຄ້າ.

ການຈັດການອຸນຫະພູມໃນຊຸດຖ່ານທີ່ມີພະລັງງານສູງ

ຟອຍລ໌ທີເຕເນີອມມີບໍລິການຈັດການຄວາມຮ້ອນທີ່ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນແບດເຕີຣີ່ທີ່ມີພະລັງງານສູງ ເຊິ່ງຖືກອອກແບບມາສຳລັບຢານໄຟຟ້າ ແລະ ການຈັດເກັບພະລັງງານໃນເຄືອຂ່າຍ. ວິສະວະກອນນຳໃຊ້ແຜ່ນຟອຍລ໌ທີເຕເນີອມທີ່ບາງຫຼາຍເປັນອຸປະກອນກັ້ນຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງເຊວເລີ່ງແຕ່ລະອັນ ໂດຍອີງໃສ່ຄຸນສົມບັດທີ່ມີການນຳເຂົ້າຄວາມຮ້ອນຕ່ຳກວ່າທຽບໃສ່ທອງແດງ ຫຼື ແອລູມີເນີອມ ເພື່ອປ້ອງກັນການແຜ່ຂະຫາຍຂອງເຫດການຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ. ເມື່ອເຊວເລີ່ງອັນໃດອັນໜຶ່ງເກີດມີບັນຫາທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນສູງຢ່າງກະທັນຫັນ ອຸປະກອນກັ້ນຄວາມຮ້ອນທີ່ເຮັດຈາກຟອຍລ໌ທີເຕເນີອມຈະຈຳກັດການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໄປຫາເຊວເລີ່ງທີ່ຢູ່ຕິດກັນ ເພື່ອໃຫ້ລະບົບຈັດການແບດເຕີຣີ່ມີເວລາທີ່ຈຳເປັນໃນການຕັດສ່ວນທີ່ບົກບ່ອນອອກຈາກລະບົບ ແລະ ເປີດໃຊ້ລະບົບດັບເພິ່ງໄຟ.

ຈຸດເດືອນທີ່ສູງຂອງວັດສະດຸ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເຜົາໄໝ້ ເຮັດໃຫ້ແຜ່ນທອງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມເໝາະສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມປອດໄພຢ່າງຍິ່ງ. ຕ່າງຈາກອຸປະກອນກັ້ນຄວາມຮ້ອນທີ່ເຮັດຈາກພოລີເມີຣ໌ ທີ່ຈະເສື່ອມສະພາບເມື່ອອຸນຫະພູມສູງ ຫຼື ສາມາດເປັນເຊື້ອເພິງໃຫ້ກັບເຫດການໄຟໄໝ້, ແຜ່ນທອງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມຈະຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງໄວ້ໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນສະຖານະການທີ່ເກີດການລຸກລາມຂອງຄວາມຮ້ອນ. ການອອກແບບແບດເຕີຣີ່ທີ່ທັນສະໄໝໃນປັດຈຸບັນໄດ້ນຳເອົາແຜ່ນທອງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມທີ່ມີຮູເລືອນເຂົ້າໄປໃຊ້ເພື່ອຮັກສາດຸນດີລະຫວ່າງການກັ້ນຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການໃນການປັບດຸນຄວາມກົດດັນ ແລະ ການປ່ອຍອາຍແກັສອອກໃນເວລາທີ່ລະບົບເຮັດວຽກປົກກະຕິ. ການນຳໃຊ້ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ແຜ່ນທອງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ລະບົບແບດເຕີຣີ່ມີຄວາມປອດໄພທີ່ສູງຂຶ້ນຕາມມາດຕະຖານທີ່ເຂັ້ມງວດຂຶ້ນເລື່ອຍໆ ໂດຍບໍ່ເສຍຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ຈຳເປັນສຳລັບລົດໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການຂັບຂີ່ໄລຍະທາງໄກ ແລະ ການຕິດຕັ້ງລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານໃນເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ.

ລະບົບການປ່ຽນແລະເກັບຮັກສາພະລັງງານແສງຕາເວັນ

ຊັ້ນຕິດຕໍ່ດ້ານຫຼັງຂອງເຊວເຊວເຟີລີ່

ໃນລະບົບສຸນທີເຄື່ອງສູງປະສິດທິຜົນ, ແຜ່ນທີເຕນຽມເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຊັ້ນຕິດຕໍ່ດ້ານຫຼັງທີ່ເກັບຮວບເອເລັກໂຕຣນທີ່ຖືກສ້າງຂຶ້ນຈາກແສງ, ໃນເວລາດຽວກັນກໍໃຫ້ການຮັບຮອງທາງໂຄງສ້າງແກ່ຊັ້ນດູດຊຶມແສງທີ່ເປັນແຜ່ນບາງ. ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເຊັ່ນ: ໜ້າທີ່ງານ (work function) ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງພ້ອມທີ່ເຮືອງໆ (surface properties) ສາມາດຖືກອອກແບບໃຫ້ເໝາະສົມເພື່ອສ້າງຄວາມສອດຄ່ອງຂອງແຖວພະລັງງານ (band alignment) ກັບວັດສະດຸດູດຊຶມແສງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທາງດ້ານການຕິດຕໍ່ (contact resistance) ທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ປະສິດທິຜົນຂອງເຊວເສື່ອມຕໍ່ຫຼຸດລົງ. ຄຸນສົມບັດການຕອບສະຫນອງແສງ (reflectivity) ຂອງແຜ່ນທີເຕນຽມໃນສະເປັກຕູມແສງອິນຟາເຣດ (infrared spectrum) ຊ່ວຍສົ່ງຄືນຟອຕອນທີ່ບໍ່ໄດ້ຖືກດູດຊຶມກັບຊັ້ນດູດຊຶມອີກຄັ້ງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມຍາວທາງດ້ານອົບຕິກ (optical path length) ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິຜົນໃນການເກັບຮວບແສງຂອງເຊວເສື່ອມຕໍ່ທີ່ເປັນແຜ່ນບາງ.

ຜູ້ຜະລິດແຜ່ນດີດສະເຕີ້ມແສງຕາເວັນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນກຳນົດໃຫ້ໃຊ້ຟອຍລ໌ທີ່ເຮັດຈາກທີເຕເນຍເປັນວັດຖຸພື້ນຖານສຳລັບການຝັງຊັ້ນຂອງເຊວເຊວໄຟຟ້າແສງຕາເວັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (roll-to-roll deposition) ໂດຍປະໂຫຍດໃຊ້ຄຸນສົມບັດຂອງວັດຖຸນີ້ທີ່ສາມາດຕ້ານທານການປຸງແຕ່ງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໄດ້ໂດຍບໍ່ເກີດການບິດເບືອນ ຫຼື ການເກີດເອກຊີເດຊັນ. ພື້ນໜ້າຂອງຟອຍລ໌ນີ້ສາມາດຖືກປັບເປັນເນື້ອເຄື່ອນ (textured) ໃນລະດັບຈຸລະພາກເພື່ອເຮັດໃຫ້ການຈັບແສງດີຂຶ້ນຜ່ານການສະທ້ອນແສງແບບກະຈາຍ (diffuse reflection) ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຂອງເຊວເຊວດີຂຶ້ນອີກໂດຍບໍ່ເພີ່ມຕົ້ນຄ່າວັດຖຸ ຫຼື ຄວາມສັບສົນໃນຂະບວນການຜະລິດ. ຟອຍລ໌ທີເຕເນຍທີ່ໃຊ້ເປັນສ່ວນຕິດຕໍ່ດ້ານຫຼັງຂອງເຊວເຊວແສງຕາເວັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໝັ້ນຄົງຢ່າງຍອດເຍື່ອມໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງດ້ານນອກ, ໂດຍຮັກສາຄຸນສົມບັດດ້ານໄຟຟ້າໃຫ້ຄົງທີ່ຫຼັງຈາກຖືກສຳຜັດກັບການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມ, ຄວາມຊື້ນ, ແລະ ຮັງສີອຸລະຕຣາໄວໂອເລັດເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ ເຊິ່ງເປັນສາເຫດທີ່ເຮັດໃຫ້ວັດຖຸຕິດຕໍ່ອື່ນໆເສື່ອມຄຸນນະພາບ.

ຊິ້ນສ່ວນທີ່ດູດຊຶມພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຈາກແສງຕາເວັນ

ລະບົບພະລັງງານແສງຕາເວັນທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນໃຊ້ໄຟລ໌ທີເຕນຽມໃນສ່ວນປະກອບຕົວດູດທີ່ປ່ຽນແສງຕາເວັນທີ່ຖືກເນັ້ນໃຫ້ເປັນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນເພື່ອຜະລິດພະລັງງານ ຫຼື ຄວາມຮ້ອນສຳລັບຂະບວນການອຸດສາຫະກຳ. ໄຟລ໌ເປັນພື້ນຖານສຳລັບເຄືອບຕົວດູດທີ່ເລືອກໄດ້ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການດູດຊຶມແສງຕາເວັນສູງສຸດ ແຕ່ຫຼຸດການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນຈາກການເຮີຍນີ້ງທີ່ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ເກີນ 400 ອົງສາເຊີເລິຍດ. ຄວາມສະຖຽນຂອງໄຟລ໌ທີເຕນຽມຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເກີດເຫຼັກເປີດ (oxidation) ສົ່ງເສີມໃຫ້ສ່ວນປະກອບຕົວດູດຮັກສາປະສິດທິພາບໄດ້ຕະຫຼອດອາຍຸການອອກແບບ 25 ປີ ທີ່ເປັນປົກກະຕິສຳລັບການຕິດຕັ້ງພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຈາກແສງຕາເວັນ.

ວິສະວະກອນໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບໄຟລ໌ທີເຕເນຍຟອດສຳລັບການນີ້ ເນື່ອງຈາກມັນສາມາດປັ້ນເປັນຮູບຮ່າງສາມມິຕິທີ່ສັບສົນເພື່ອເພີ່ມເຖິງເນື້ອທີ່ຜິວທີ່ໃຊ້ໃນການເກັບຄວາມຮ້ອນໃຫ້ສູງສຸດ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມຫນາທີ່ບາງທີ່ຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ມີການຕອບສະຫນອງທາງຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວ່າ. ມວນສານທີ່ມີມວນສານຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ ຫຼຸດເວລາທີ່ຕ້ອງໃຊ້ເພື່ອບັນລຸອຸນຫະພາບການເຮັດວຽກໃນເວລາເລີ່ມຕົ້ນໃນຕອນເຊົ້າ ເຊິ່ງປັບປຸງປະສິດທິພາບການເກັບພະລັງງານປະຈຳວັນຂອງລະບົບຄວາມຮ້ອນແສງຕາເວັນ. ຊຸດຕົວດູດທີ່ເຮັດຈາກໄຟລ໌ທີເຕເນຍຟອດຕ້ານການກັດກິນຈາກຂະບວນການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນທີ່ເປັນເກືອລະລາຍທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບເກັບຮັກສາຄວາມຮ້ອນ ໂດຍການຂັດຂວາງບັນຫາການປົນເປືືອນທີ່ຈຳກັດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກສະຕີນທີ່ບໍ່ມີສານເຫຼັກໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງເຄມີທີ່ຮຸນແຮງນີ້.

ຂັ້ວໄຟຟ້າ-ເຄມີແສງ

ຟອຍລ໌ທີເຕເນີອມ ເປີດໂອກາດໃຫ້ເກີດເຕັກໂນໂລຢີໃໝ່ໆ ສຳລັບການປ່ຽນແປງພະລັງງານແສງຕາເວັນເປັນໄຮໂດຣເຈນ ໂດຍການແບ່ງນ້ຳອອກໂດຍກົງເປັນໄຮໂດຣເຈນ ແລະ ໂອຊີເຈນ ໂດຍໃຊ້ແສງຕາເວັນ. ວັດຖຸນີ້ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນທັງເປັນພື້ນຖານທີ່ໃຊ້ສຳລັບການສ້າງຮູບຮ່າງ ແລະ ເປັນຕົວເກັບປະຈຸກໄຟຟ້າທີ່ເປັນສາຍນຳໄຟ ສຳລັບເຊວເຊວເຄມີທີ່ເຮັດວຽກດ້ວຍແສງ (photoelectrochemical cells) ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍການດູດຊຶມແສງ ແລະ ການເຮັດໃຫ້ເກີດປະຕິກິລິຍາເຄມີດ້ວຍແສງ (electrocatalysis) ໃນອຸປະກອນດຽວກັນ. ຄວາມສະຖຽນຂອງຟອຍລ໌ທີເຕເນີອມໃນເອເລັກໂтрີໄລທ໌ທີ່ເປັນນ້ຳ ໃນໄລຍະ pH ທີ່ກວ້າງເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມຢ່າງຍິ່ງສຳລັບການນີ້ ໂດຍທີ່ຂັ້ວໄຟຟ້າຈະຕ້ອງສາມາດຕ້ານທານການສຳຜັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກັບນ້ຳ ແລະ ໂອຊີເຈນທີ່ຖືກລະລາຍຢູ່ໃນນ້ຳ ໃຕ້ແສງ.

ການປ່ຽນແປງເທື່ອລະໜ້ອຍທີ່ຖືກນຳໃຊ້ຕໍ່ຟອຍທີເຕເນຍມ ສ້າງໃຫ້ເກີດເປັນຂອບເຂດເຄື່ອງຈັກທີ່ມີໂຄງສ້າງຢູ່ໃນລະດັບນາໂນ ເຊິ່ງມີເນື້ອທີ່ຜິວທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພື່ອການເຮັດໃຫ້ຕົວເຮັງທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດປະຕິກິລິຍາເກີດຂຶ້ນຢູ່ເທິງຜິວ (electrocatalyst deposition) ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງປະຕິກິລິຍາການປ່ອຍອາຍແກັສໄຮໂດຣເຈນ (hydrogen evolution reactions). ຊັ້ນອັກຊີໄດ໌ທຳມະຊາດທີ່ຢູ່ເທິງຟອຍນີ້ສາມາດຖືກອອກແບບໃຫ້ເປັນເຟີສຄຣິສຕັນທີ່ເປັນເອກະລັກ ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດປະຕິກິລິຍາທີ່ຖືກເຮັດໃຫ້ເກີດຂຶ້ນຈາກແສງ (photocatalytic activity) ເຮັດໃຫ້ຕົວເຄື່ອງຈັກເອງສາມາດມີສ່ວນຮ່ວມໃນການປ່ຽນແປງພະລັງງານແສງຕາເວັນ ແທນທີ່ຈະເປັນພຽງແຕ່ເປັນພຽງພື້ນຖານທີ່ບໍ່ມີການປະຕິກິລິຍາເທົ່ານັ້ນ. ການນຳໃຊ້ນີ້ເປັນເຂດທີ່ຢູ່ເທິງສຸດຂອງເທັກໂນໂລຊີ ໂດຍທີ່ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງຟອຍທີເຕເນຍມເຮັດໃຫ້ເກີດວິທີການໃໝ່ທັງໝົດໃນການປ່ຽນແປງພະລັງງານທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນຂອງການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນສີຂຽວຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ເທັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ກຳລັງເກີດຂຶ້ນ

ສ່ວນປະກອບຂອງຖ້ານຳໄຟຟ້າແບບວານາເດີ້ມ ຮີດັກຊີນ-ຟລອວ (Vanadium Redox Flow Battery)

ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໃນຂະໜາດເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ໄດ້ເລີ່ມພຶ່ງພາຫຼາຍຂຶ້ນເຖິງ ຂະບວນການຈັດເກັບພະລັງງານທີ່ອີງໃສ່ແບັດເຕີຣີ່ປະເພດ redox flow (ແບັດເຕີຣີ່ທີ່ມີການລົ້ນຜ່ານ) ເຊິ່ງເກັບຮັກສາພະລັງງານໄວ້ໃນອີເລັກໂທລີດທີ່ຢູ່ໃນສະພາບແວັດແວັງ ແລະ ຖືກສູບຜ່ານເຂົ້າໄປໃນເຊວເລັກໂທຣະເຄມີ. ແຜ່ນທີ່ເຮັດຈາກທີເຕເນີອູມ (Titanium foil) ແມ່ນຖືກນຳໃຊ້ເປັນວັດສະດຸສຳລັບຂັ້ວໄຟຟ້າຫຼັກໃນແບັດເຕີຣີ່ vanadium redox flow, ໂດຍທີ່ວັດສະດຸນີ້ຈະຕ້ອງສາມາດຕ້ານທານການສຳຜັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກັບອີເລັກໂທລີດ vanadium ທີ່ມີຄວາມເປັນເປັນອັດຊິດສູງ ເຊິ່ງມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເກີນກວ່າ 2 molar sulfuric acid. ຄຸນສົມບັດທີ່ເຫຼືອເຊີນຂອງວັດສະດຸນີ້ໃນສະພາບແວັດແວັງທີ່ຮຸນແຮງດັ່ງກ່າວ ໃຫ້ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ແບັດເຕີຣີ່ຈະສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຖິງ 20 ປີ ຫຼື ນານກວ່ານັ້ນ, ເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີ່ປະເພດນີ້ມີຄວາມຄຸ້ມຄ່າທາງດ້ານເສດຖະກິດສຳລັບການບູລະນາການພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກແຫຼ່ງທຳມະຊາດ ແລະ ການປັບສະຖຽນທີ່ເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ.

ວິສະວະກອນເລືອກໃຊ້ໄຟລ໌ທີເຕເນຍຟອດສຳລັບຂັ້ວໄຟຟ້າຂອງຖ່ານໄຟຟ້າປະເພດການຫຼື່ນ (flow battery) ເນື່ອງຈາກມັນຮັກສາຄວາມສາມາດໃນການເຮັດປະຕິກິລິຍາເຄມີ-ໄຟຟ້າຢ່າງເສຖຽນທີ່ໃນໄລຍະເວລາທີ່ມີການຊາດ-ຄາຍໄຟຟ້າຫຼາຍໆ ສິບພັນຄັ້ງ ໂດຍບໍ່ມີການເສື່ອມສະພາບທີ່ຈຳກັດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງວັດສະດຸຂັ້ວໄຟຟ້າທີ່ເຮັດຈາກກາໂບນ. ໄຟລ໌ນີ້ສາມາດຜ່ານຂະບວນການປຸງແຕ່ງເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູບແບບເປີດ (porous) ແລະ ມີເນື້ອທີ່ຜິວທີ່ໃຫຍ່ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ເນື້ອທີ່ທີ່ເຂົ້າຮ່ວມໃນປະຕິກິລິຍາເຄມີ-ໄຟຟ້າສູງສຸດ ແຕ່ຍັງຮັກສາຄວາມຕ້ານທາງດ້ານໄຫຼ (hydraulic resistance) ຕ່ຳ ເພື່ອໃຫ້ໄຟຟ້າລະລາຍ (electrolyte) ອາດຈະໄຫຼຜ່ານໄດ້ຢ່າງລຽບງ່າຍ. ການປິ່ນປົວເນື້ອໜັງຂອງໄຟລ໌ທີເຕເນຍຟອດຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດປະຕິກິລິຍາເຄມີ-ໄຟຟ້າ (electrocatalytic activity) ສຳລັບປະຕິກິລິຍາ redox ຂອງວານາເດີ້ມ (vanadium) ດີຂຶ້ນ ເຊິ່ງຈະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຄ່າຄວາມຕ່າງຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານ (voltage losses) ທີ່ກຳນົດປະສິດທິພາບຂອງການນຳໃຊ້ໄຟຟ້າຄືນ (round-trip efficiency) ໃນລະບົບຖ່ານໄຟຟ້າປະເພດການຫຼື່ນ. ການນຳໃຊ້ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໄຟລ໌ທີເຕເນຍຟອດເປັນປັດໄຈສຳຄັນທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານສາມາດຖືກອອກແບບມາເພື່ອຮອງຮັບການຈ່າຍໄຟຟ້າເປັນເວລາຫຼາຍຊົ່ວໂມງ (multi-hour discharge durations) ທີ່ຈຳເປັນສຳລັບການປັບສະຖຽນທີ່ຂອງພະລັງງານທີ່ມາຈາກແຫຼ່ງທີ່ບໍ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (renewable energy firming) ແທນທີ່ຈະເປັນການນຳໃຊ້ທີ່ມີເວລາສັ້ນ (short-duration applications) ທີ່ຖ່ານໄຟຟ້າລິເທີ້ມ-ອີອົງ (lithium-ion batteries) ມີຄວາມເໝາະສົມ.

ໂຄງສ້າງຖ່ານໄຟຟ້າປະເພດເມທາລ-ອາຍ (Metal-Air Battery Architectures)

ຖ່ານໄຟແບດເຕີຣີ່ທີ່ໃຊ້ອາກາດ-ເລືອກ (Metal-air batteries) ມີຄວາມຫວັງວ່າຈະໃຫ້ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ເຂົ້າໃກ້ກັບຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານຂອງນ້ຳມັນເຜົາ (gasoline) ໂດຍການປະຕິກິລິຍາລະຫວ່າງຂັ້ວລົບທີ່ເຮັດຈາກເລືອກກັບອົກຊີເຈນຈາກອາກາດແວດລ້ອມ ແທນທີ່ຈະເກັບສານທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການເຜົາໄໝ້ (oxidizer) ໃນຕົວແບດເຕີຣີ່. ແຜ່ນໄຟທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມ (Titanium foil) ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນພື້ນຖານຂອງຂັ້ວບວກທີ່ໃຊ້ອາກາດ (air cathode substrate) ໃນລະບົບເຫຼົ່ານີ້, ໂດຍໃຫ້ພື້ນທີ່ທີ່ຕ້ານການກັດກິນ (corrosion-resistant platform) ສຳລັບຕົວເຮັງທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການຫຼຸດລົງຂອງອົກຊີເຈນ (oxygen reduction catalysts) ແລະໃນເວລາດຽວກັນກໍເຮັດໃຫ້ອາກາດສາມາດລົມເຂົ້າໄປຍັງບ່ອນທີ່ເກີດປະຕິກິລິຍາໄດ້. ຄວາມສະຖຽນຂອງວັດສະດຸນີ້ໃນອີເລັກໂтрອລິດທີ່ເປັນດ່າງ (alkaline electrolytes) ທີ່ໃຊ້ໃນແບດເຕີຣີ່ທີ່ໃຊ້ສັງກະສີ (zinc-air) ແລະ ແບດເຕີຣີ່ທີ່ໃຊ້ອາລູມິເນີ້ມ (aluminum-air) ຮັບປະກັນວ່າໂຄງສ້າງຂອງຂັ້ວບວກຈະຮັກສາປະສິດທິພາບໄວ້ໄດ້ຕະຫຼອດວົງຈອນການຖ່າຍພະລັງງານ (discharge cycle) ຂອງແບດເຕີຣີ່.

ໂຄງສ້າງທີ່ສາມາດຫາຍໃຈໄດ້ທີ່ສ້າງຂື້ນໂດຍແຜ່ນ titanium ທີ່ເຈາະຫຼືຕາຂ່າຍຊ່ວຍໃຫ້ການຂົນສົ່ງອົກຊີເຈນໄປຫາຊັ້ນກະຕຸ້ນໃນຂະນະທີ່ປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫລຂອງ electrolyte ແລະການສ້າງ carbonate ທີ່ເກີດຂື້ນເມື່ອອາຍແກັສຄາບອນໄອໂກແຊັດ ທາດ titanium foil air cathodes ສະແດງໃຫ້ເຫັນອາຍຸການປະຕິບັດງານທີ່ຍາວຫຼາຍກ່ວາທາງເລືອກທີ່ອີງໃສ່ກາກບອນ, ເຊິ່ງຫຼຸດລົງໂດຍຜ່ານການປະຕິກິລິຍາ oxidation ທີ່ເປັນ thermodynamically ດີໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອົກຊີເຈນທີ່ມີທ່າແຮງສູງທີ່ cathode. ຂໍ້ດີຄວາມທົນທານນີ້ເຮັດໃຫ້ແຜ່ນ titanium ມີຄວາມ ສໍາ ຄັນ ສໍາ ລັບການອອກແບບແບັດເຕີຣີໂລຫະ-ອາກາດທີ່ສາມາດສາກໄຟໄດ້ດ້ວຍໄຟຟ້າເຊິ່ງມີຈຸດປະສົງເພື່ອປະສົມປະສານຄວາມ ຫນາ ແຫນ້ນ ຂອງພະລັງງານສູງຂອງຈຸລັງໂລຫະ-ອາກາດຕົ້ນຕໍກັບຄວາມສາມາດ ນໍາ ໃຊ້ຄືນ ໃຫມ່ ທີ່ ຈໍາ ເປັນ ສໍາ ລັບການ ນໍາ

Supercapacitor Electrode Substrate

ສຸປາຄອນເດັນເຊີເປັນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານປະສິດທິພາບລະຫວ່າງຖ່ານໄຟ ແລະ ຕົວເກັບໄຟທົ່ວໄປ ໂດຍການເກັບຮັກສາພະລັງງານຜ່ານການສັ່ງສີທາງໄຟຟ້າ ແທນທີ່ຈະເປັນປະຕິກິລິຍາເຄມີ. ແຜ່ນທອງແຕງທີ່ເຮັດຈາກທີເຕເນີອູມ (Titanium) ໃຊ້ເປັນພື້ນຖານຂອງຕົວເກັບໄຟທີ່ເປັນຕົວນຳໄຟໃນສຸປາຄອນເດັນເຊີ, ໂດຍຄຸນສົມບັດຂອງມັນທີ່ຕ້ານການກັດກິນ ແລະ ມີຄວາມນຳໄຟດີ ສະໜັບສະໜູນອັດຕາການຊາດ-ຄາຍທີ່ສູງ ເຊິ່ງເປັນລັກສະນະສຳຄັນຂອງສຸປາຄອນເດັນເຊີ. ແຜ່ນທອງແຕງນີ້ຈະຕ້ອງຮັກສາຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າທີ່ສະຖຽນຢູ່ກັບວັດສະດຸທີ່ເປັນຖ່ານກັກທີ່ຖືກເຄື່ອນໄຫວ (activated carbon) ຫຼື ວັດສະດຸອັກຊີດທີ່ມີຄຸນສົມບັດຄືກັບຕົວເກັບໄຟ (pseudocapacitive oxide) ໃນໄລຍະເວລາທີ່ມີການຊາດ-ຄາຍເປັນລ້ານຄັ້ງ ໃນໄລຍະເວລາການໃຊ້ງານທັງໝົດ 15 ປີຂອງອຸປະກອນ.

ຜູ້ຜະລິດປຸງແຕ່ງໄຟລ໌ທີເຕນຽມໃຫ້ເປັນໂຄງສ້າງຂອງຕົວເກັບປະຈຸກທີ່ມີຮູບແບບສາມມິຕິ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເຂດໜ້າສຳຜັດລະຫວ່າງວັດຖຸເຄື່ອນໄຫວແລະວັດຖຸທີ່ເປັນຕົວເກັບປະຈຸກມີເນື້ອທີ່ຫຼາຍທີ່ສຸດ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທາງໃນ ແລະປັບປຸງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງວັດຖຸນີ້ກັບໄຟຟ້າລະລາຍທີ່ເປັນນ້ຳ, ອິນິນິກ ແລະ ໄຟຟ້າລະລາຍທີ່ເປັນຂອງເຫຼວອີໂອນິກ ໃຫ້ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະນຳໃຊ້ຕົວເກັບປະຈຸກທີ່ເຮັດຈາກໄຟລ໌ທີເຕນຽມໃນທຸກໆປະເພດຂອງເຕັກໂນໂລຢີຂອງຊຸບເປີຄາເປີເຕີ (supercapacitor) ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນໃນຂະບວນການຜະລິດ ແລະ ສາຍສົ່ງ. ການປິ່ນປົວໜ້າພ້ອມດ້ວຍການເປີດໃຊ້ງານ (surface activation treatments) ສ້າງໂຄງສ້າງອັກຊີດ (oxide structures) ໃນໄຟລ໌ທີເຕນຽມ ເຊິ່ງສະແດງຄຸນສົມບັດຂອງຄາເປີເຕີທີ່ມີຄວາມຈຸປະຈຸກທີ່ບໍ່ແມ່ນແທ້ຈິງ (pseudocapacitive behavior) ເຮັດໃຫ້ຕົວເກັບປະຈຸກສາມາດມີສ່ວນຮ່ວມໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມຈຸພະລັງງານ ແທນທີ່ຈະເປັນພຽງແຕ່ວັດຖຸເຄື່ອນໄຫວທີ່ບໍ່ມີການປະຕິກິລິຍາເທົ່ານັ້ນ. ຄວາມສາມາດສອງດ້ານນີ້ເປັນເສັ້ນທາງທີ່ສຳຄັນໃນການພັດທະນາຊຸບເປີຄາເປີເຕີທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານເຂົ້າໃກ້ຄຽງກັບຖ່ານໄຟ ໂດຍທີ່ຍັງຮັກສາຄຸນສົມບັດຂອງການທີ່ສາມາດຊາດໄຟໄດ້ຢ່າງໄວວ່າ ແລະ ມີອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ ເຊິ່ງເປັນລັກສະນະທີ່ແຕກຕ່າງຂອງເຕັກໂນໂລຢີຊຸບເປີຄາເປີເຕີ.

ຄຳຖາມທີ່ຖືກຖາມເລື້ອຍໆ

ຄວາມໜາຂອງຟອຍທີເຕນຽມໃດທີ່ຖືກໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຈັກເຊື້ອໄຟເຊວ?

ແຜ່ນຄູ່ຂອງເຄື່ອງຈັກເຊື້ອໄຟມັກໃຊ້ຟອຍທີເຕນຽມທີ່ມີຄວາມໜາລະຫວ່າງ 0.05 ແລະ 0.2 ມີລີແມັດ, ໂດຍການກຳນົດຄວາມໜາທີ່ແທ້ຈິງຈະຂຶ້ນກັບການອອກແບບຂອງສະຕັກ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການດ້ານກົນໄກ. ຟອຍທີ່ບາງລົງຈະເຮັດໃຫ້ມີຄວາມໜາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງຂຶ້ນ ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານທີ່ບໍ່ເຮັດວຽກພາຍໃນສະຕັກເຄື່ອງຈັກເຊື້ອໄຟ, ແຕ່ຕ້ອງຮັກສາຄວາມແຂງແຮງດ້ານກົນໄກໃຫ້ພໍເທົ່າທີ່ຈະຮັບປະກັນໄດ້ເພື່ອຕ້ານກັບແຮງກົດເວລາການປະກອບສະຕັກ. ສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນຊັ້ນການແຜ່ກະຈາຍກາດ (Gas diffusion layer), ມັກໃຊ້ຟອຍທີເຕນຽມທີ່ບາງກວ່ານີ້ອີກ ເຖິງຂະໜາດ 0.02 ມີລີແມັດ, ໂດຍການເພີ່ມຄວາມຮູ້ສຶກ (porosity) ຜ່ານຂະບວນການການເຮັດໃຫ້ເກີດການເຊື່ອມຕິດ (sintering) ຫຼື ການເຈາະຮູ (perforation) ເພື່ອໃຫ້ກາດສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ ແລະ ຍັງຮັກສາຄວາມສາມາດໃນການນຳໄຟຟ້າໄວ້ໄດ້.

ຟອຍທີເຕນຽມເປີຽບທຽບກັບເຫຼັກສະຕີນເລດສ໌ (stainless steel) ສຳລັບຕົວເກັບປະຈຸລີ (current collectors) ຂອງຖ່ານໄຟແນວໃດ?

ແຜ່ນ Titanium ສະເຫນີຄວາມ ຫມັ້ນ ຄົງທາງເຄມີໄຟຟ້າທີ່ດີກວ່າເມື່ອທຽບໃສ່ເຫຼັກສະແຕນເລດ, ຮັກສາຄວາມສົມບູນແບບໃນປ່ອງຢ້ຽມແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ກວ້າງກວ່າໂດຍບໍ່ຕ້ອງລະລາຍຫຼື passivation ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການ ສໍາ ຜັດ. ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງເກັບກະແສໄຟຟ້າເຫຼັກສະແຕນເລດມີລາຄາຖືກກວ່າຫຼາຍ, ພວກເຂົາ ຈໍາ ກັດກັບລະດັບແຮງດັນໄຟຟ້າສະເພາະແລະສາມາດຂູດຮີດໃນແບັດເຕີຣີໄຟຟ້າທີ່ຮ້າຍແຮງ, ໂດຍສະເພາະໃນອຸນຫະພູມສູງ. ຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນ titanium ຕໍ່ການສ້າງ lithium dendrite ໃຫ້ຂໍ້ດີດ້ານຄວາມປອດໄພທີ່ ສໍາ ຄັນໃນແບັດເຕີຣີພະລັງງານສູງບ່ອນທີ່ວົງຈອນສັ້ນພາຍໃນກໍ່ສ້າງຄວາມສ່ຽງໄຟ. ການເລືອກວັດສະດຸແມ່ນຂື້ນກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງການ ນໍາ ໃຊ້, ໂດຍມີແຜ່ນ titanium ທີ່ ກໍາ ນົດໄວ້ເມື່ອຄວາມປອດໄພເພີ່ມຂື້ນ, ຊີວິດຮອບວຽນທີ່ຍາວນານ, ຫຼືການເຮັດວຽກໃນແຮງດັນສູງສຸດຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວັດສະດຸສູງກວ່າ.

ແຜ່ນ titanium ສາມາດທົນຕໍ່ອຸນຫະພູມໃນການເຮັດວຽກໃນຈຸລັງເຊື້ອໄຟ oxide solid ໄດ້ບໍ?

ຟອຍລ໌ທີເຕເນີ້ມທີ່ບໍ່ປົນເປື້ອນ (commercially pure titanium foil) ມີຂອບເຂດອຸນຫະພູມການໃຊ້ງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທີ່ຕ່ຳກວ່າ 600 ອົງສາເຊັນຕີເགຣດ ເນື່ອງຈາກການເກີດເຄື່ອງຫຸ້ມເອີ້ມ (oxidation) ເຮັດໄດ້ໄວຂຶ້ນທີ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າ. ແຕ່ວ່າ ຟອຍລ໌ທີເຕເນີ້ມທີ່ເປັນສະເລັກທີ່ມີສ່ວນປະກອບເປັນອາລູມິເນີ້ມ ແລະ ດີບູ້ (aluminum and tin) ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນເປັນພິເສດສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນເຊວເຊວເຄື່ອງຈັກເຊື້ອເພິງເຊື້ອເພິງເຄື່ອງໄຟຟ້າແບບເຄື່ອງເຊື້ອເພິງເຄື່ອງໄຟຟ້າ (solid oxide fuel cell) ທີ່ເຮັດວຽກທີ່ອຸນຫະພູມ 600 ເຖິງ 800 ອົງສາເຊັນຕີເກຣດ. ສະເລັກເຫຼົ່ານີ້ສາມາດສ້າງຊັ້ນເຄື່ອງຫຸ້ມເອີ້ມທີ່ເສຖຽນ (stable protective oxide scales) ເຊິ່ງຕ້ານການເກີດເຄື່ອງຫຸ້ມເອີ້ມຕື່ມອີກ ແລະ ຍັງຮັກສາຄຸນສົມບັດການນຳໄຟຟ້າ (electrical conductivity) ທີ່ຈຳເປັນສຳລັບການເກັບກຳໄຟຟ້າ (current collection). ສຳລັບເຊວເຊວເຄື່ອງຈັກເຊື້ອເພິງເຄື່ອງໄຟຟ້າແບບເຄື່ອງເຊື້ອເພິງເຄື່ອງໄຟຟ້າທີ່ເຮັດວຽກທີ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 800 ອົງສາເຊັນຕີເກຣດ ຟອຍລ໌ທີເຕເນີ້ມທົ່ວໄປແລ້ວບໍ່ເໝາະສົມ, ແລະ ວັດຖຸທີ່ແທນຈະຖືກນຳໃຊ້ແທນ ເຊັ່ນ: ວັດຖຸທີ່ເປັນເຊລາມິກທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້ (ceramic conductors) ຫຼື ສະເລັກທີ່ເຮັດໃຫ້ຮັບມືກັບອຸນຫະພູມສູງ (high-temperature alloys) ທີ່ມີເນື້ອໃນເປັນນິເກີ້ລ (nickel) ຫຼື ເຄີເຊີ້ມ (chromium).

ມີການປິ່ນປົວໜ້າພ້ອມ (surface treatments) ໃດທີ່ຖືກນຳໃຊ້ກັບຟອຍລ໌ທີເຕເນີ້ມສຳລັບການນຳໃຊ້ດ້ານພະລັງງານ?

ການປີ້ບຜິວສຳລັບໄຟລ໌ທີເຕນຽມໃນການນຳໃຊ້ດ້ານພະລັງງານປະກອບດ້ວຍການອານໂອໄດສ໌ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຊັ້ນອັກຊີດທີຄວບຄຸມໄດ້ດ້ວຍຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າທີເຈາະຈົງ, ການປີ້ບດ້ວຍພາສມ່າເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພະລັງງານຜິວເພີ່ມຂຶ້ນເພື່ອປັບປຸງການຢູ່ຕິດຂອງຊັ້ນປີ້ບ, ແລະການກັດເຊີງດ້ວຍເຄມີເພື່ອເພີ່ມຄວາມຂຸ່ມຂະເຫຼື້ນຂອງຜິວ ແລະເນື້ອທີ່ທີເຄື່ອນໄຫວທາງເຄມີ-ໄຟຟ້າ. ສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນເຊວເລີ່ງເຊື້ອເພີງ, ອາດຈະນຳເອົາຊັ້ນປີ້ບໄນໄຕຣດ ຫຼື ຄາບໄບດ໌ໄປໃຊ້ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າທີຕິດຕໍ່ ໂດຍຍັງຮັກສາຄວາມປ້ອງກັນການກັດກິນໄວ້. ການນຳໃຊ້ໃນຖ່ານໄຟມັກຈະໃຊ້ການປີ້ບດ້ວຍກາບອນ ຫຼື ການປີ້ບດ້ວຍພັນທະສານທີເປັນສານນຳໄຟທີເຮັດໃຫ້ເຂົ້າກັນໄດ້ດີຂຶ້ນກັບວັດຖຸທີເປັນສ່ວນປະກອບຂອງຂັ້ວ. ການນຳໃຊ້ໃນດ້ານເຄມີ-ໄຟຟ້າ-ແສງ (photoelectrochemical) ໃຊ້ການປີ້ບທີເປັນພິເສດເພື່ອສ້າງຜິວທີເປັນທີເຕນຽມໄດອັກໄຊດ໌ທີມີໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ ແລະມີຄຸນສົມບັດເປັນຕົວເຮັງເຄມີດ້ວຍແສງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໄຟລ໌ທີເປັນພື້ນຖານສາມາດເຂົ້າຮ່ວມໂດຍກົງໃນປະຕິກິລິຍາການປ່ຽນແປງພະລັງງານ ແທນທີ່ຈະເປັນພຽງແຕ່ອົງປະກອບທີໃຫ້ຄວາມໝັ້ນຄົງເທົ່ານັ້ນ.