Oter Archives - MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ https://www.mtec.or.th/category/oter/ National Metal and Materials Technology Center Fri, 11 Oct 2024 03:52:46 +0000 en-US hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.8.3 https://www.mtec.or.th/wp-content/uploads/2019/03/favicon.ico Oter Archives - MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ https://www.mtec.or.th/category/oter/ 32 32 พลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์ https://www.mtec.or.th/post-knowledges-52153/ Mon, 21 Jun 2021 03:05:22 +0000 http://10.228.23.44:38014/?p=12573 รายการก่อ กอง Science ครั้งนี้ ชวนคุณผู้ฟังคุยกับนักวิจัยทางด้านเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ ดร.อมรรัตน์ ลิ้มมณี หรือ ดร.เบนซ์ หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ กลุ่มวิจัยนวัตกรรมพลังงาน...

The post พลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

พลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์

สัมภาษณ์โดย ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ
ถอดบทสัมภาษณ์โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

รายการก่อ กอง Science ครั้งนี้ ชวนคุณผู้ฟังคุยกับนักวิจัยทางด้านเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ ดร.อมรรัตน์ ลิ้มมณี หรือ ดร.เบนซ์ หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ กลุ่มวิจัยนวัตกรรมพลังงาน ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (ENTEC)

ถาม : ขอทราบประวัติการศึกษาของ ดร.เบนซ์ ครับ ทราบมาว่าไปเรียนที่ประเทศญี่ปุ่นตั้งแต่ชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย?
ตอบ:

หลังจากจบการศึกษาระดับมัธยมศึกษาตอนต้นก็สอบชิงทุนรัฐบาลเพื่อไปศึกษาต่อที่ประเทศญี่ปุ่น โดยไปเรียนภาษาญี่ปุ่นก่อน 1 ปี จากนั้นก็เข้าศึกษาในระดับมัธยมศึกษาตอนปลายจนกระทั่งจบปริญญาเอกทางด้านอิเล็กทรอนิกส์เชิงกายภาพ (physical electronics) รวมระยะเวลา 13 ปีค่ะ

เนื่องจากทุนที่ได้รับเปิดกว้าง ไม่ได้ระบุว่าต้องไปศึกษาทางด้านไหน แต่ด้วยความที่ชอบวิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ อีกทั้งการได้ไปเรียนที่ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งมีความเจริญทางด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์อยู่แล้ว และเมื่อได้เรียนก็ยิ่งทำให้รู้สึกว่าเราน่าจะเหมาะกับด้านนี้จึงเลือกเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าค่ะ

ถาม : เหตุใดจึงเลือกศึกษาลงลึกเรื่องเซลล์แสงอาทิตย์ตอนที่เรียนปริญญาโท-เอกครับ?
ตอบ:

สมัยปริญญาตรีได้เรียนเซมิคอนดักเตอร์หรือสารกึ่งตัวนำและวงจรอิเล็กทรอนิกส์อยู่แล้ว อาจารย์ให้คำแนะนำว่าถ้าเรียนเซมิคอนดักเตอร์ก็น่าจะเลือกให้ชัดเจนว่าจะเป็นไดโอดหรือเซลล์แสงอาทิตย์ ดังนั้นจึงเลือกเซลล์แสงอาทิตย์ เพราะเคยทำไดโอดและเซมิคอนดักเตอร์มาก่อน แต่ยังไม่เคยทำเซลล์แสงอาทิตย์ อีกทั้งอาจารย์มองว่าประเทศไทยน่าจะเหมาะกับเซลล์แสงอาทิตย์ ในตอนนั้นที่ไทยยังไม่ค่อยมีคนทำวิจัยด้านเซลล์แสงอาทิตย์สักเท่าไร จะมีแค่ ศ. ดร. ดุสิต เครืองาม, ศ. ดร. สมศักดิ์ ปัญญาแก้ว และ ดร. พอพนธ์ สิชฌนุกฤษฏ์ อีกทั้งเราก็เห็นว่าน่าสนุกดีจึงเลือกทำเรื่องนี้ค่ะ

ถาม : ช่วงที่เรียนปริญญาเอกหัวข้องานวิจัยที่ศึกษาลงลึกเกี่ยวกับอะไร และได้ฝึกงานกับบริษัทเอกชนที่ไหนบ้างครับ?
ตอบ:

เป็นการพัฒนาชั้นฟิล์มในเซลล์ชนิดผลึกซิลิคอน ซึ่งเป็นชั้นกันการสะท้อนและลดการสูญเสียพลังงานด้านขั้วด้านล่างกับด้านบนโดยการสร้างซิลิคอนไนไตรด์ (silicon nitride) เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ต้องการให้แสงหักเหเข้ามากก็ต้องพัฒนาชั้นบนให้ลดการสะท้อนและลดการสูญเสียด้านอื่นด้วยจึงพัฒนาฟิล์มซิลิคอนไนไตรด์ และฟิล์มซิลิคอนออกไซด์ (silicon-oxide) เพื่อใช้ในโครงสร้างเซลล์ชนิดผลึกซิลิคอนค่ะ

ตอนฝึกงานได้ฝึกที่บริษัท มิตซูบิชิ อิเล็คทริค โดยเรียนรู้ตั้งแต่การทำวิจัยและพัฒนาในเซลล์เล็ก การวัดวิเคราะห์เซลล์เล็กไปจนถึงกระบวนการสร้างจริงว่ากว่าจะมาเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่วางจำหน่ายมีขั้นตอน และมีกระบวนการอะไรบ้าง

บริษัทในเครือ มิตซูบิชิ อิเล็คทริค นอกจากจะผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ แล้วยังมีโรงผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย แต่ส่วนใหญ่จำหน่ายภายในประเทศและส่งออกไปประเทศอื่นที่ไม่ใช่ประเทศไทย ในตอนนั้นเขาวัดคุณสมบัติแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์เพื่อศึกษาว่าเวเฟอร์แบบไหนที่เหมาะจะมาสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ วิธีการคัดเลือก การวิเคราะห์ว่าทำอย่างไรให้ได้ประสิทธิภาพสูงและมีการสูญเสียตรงไหนบ้าง ซึ่งญี่ปุ่นจะลงในรายละเอียดมาก

ถาม : เนื่องจากประเทศญี่ปุ่นมีความโดดเด่นด้านการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซลล์แสงอาทิตย์มาก ถ้ามองภาพรวมของประเทศญี่ปุ่นเทียบกับโลกมีการแข่งขันกับประเทศไหนเป็นพิเศษไหมครับ?
ตอบ:

เมื่อ 10 กว่าปีก่อนญี่ปุ่นแข่งขันกับประเทศเยอรมนี ญี่ปุ่นเคยมีกำลังการผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์สูงที่สุดในโลก ก่อนที่จีนจะมาในตลาดนี้ มีอเมริกาบ้างแต่ไม่มากนักค่ะ

ถาม : เวลาพูดถึงเซลล์แสงอาทิตย์คนทั่วไปจะนึกถึงแผงสีดำที่ติดตั้งบนหลังคาบ้าง หรือบนพื้นบ้าง ช่วยให้ภาพรวมของเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ว่าหัวใจของเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยอะไรบ้างครับ?
ตอบ:

เซลล์แสงอาทิตย์เป็นสารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างแถบพลังงานที่ดูดกลืนสเปกตรัมแสงอาทิตย์ได้โดยตรงซึ่งมีหลากหลายประเภท แต่ที่พบบ่อยที่สุดคือซิลิคอนด้วยราคาที่ไม่แพงและมีปริมาณมาก บางประเภทเป็นสารที่หายากอย่างแรร์เอิร์ท (rare earth) จึงมีราคาสูงและผลิตยาก ทำให้ต้นทุนที่ใช้ผลิตสูงมาก

มีการเจือสารเพื่อให้เกิดความต่างศักย์เกิดรอยต่อพี-เอ็น (P-N junction) โฟตอน[1]จะทำให้เกิดอิเล็กตรอน (electron) ซึ่งมีประจุลบ และโฮล (hole) ซึ่งมีประจุบวก ทั้งคู่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปคนละทางกับโฮล เมื่อครบวงจรก็เกิดไฟฟ้า

[1] โฟตอน (photon) เป็นอนุภาคของแสง พลังงานของโฟตอนจะแตกต่างกันตามความยาวของคลื่นแสง

ถาม : ในการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ ทีมวิจัยมองแสงเป็นคลื่นหรือเป็นอนุภาคครับ?
ตอบ:

มองได้ทั้ง 2 อย่างค่ะ ถ้ามองเป็นอิเล็กตรอนและโฮลจะมองเป็นอนุภาค เนื่องจากการวัดเซลล์แสงอาทิตย์จะมีการวัดประสิทธิภาพควอนตัม (quantum efficiency)[2] เพื่อดูว่าแสงถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าด้วยสัดส่วนเท่าไหร่ในแต่ละความยาวคลื่นแสง ส่วนในกรณีที่มองเป็นคลื่น จะดูว่าแสงมากี่วัตต์ต่อตารางเมตรตอนที่ยังไม่ถูกแปลงก็มองภาพรวมได้

[2] ประสิทธิภาพควอนตัม (quantum efficiency) ปริมาณอิเล็กตรอนที่วัสดุปล่อยออกมาต่อปริมาณโฟตอนที่ใส่เข้าไป

ถาม : ระบบของเซลล์แสงอาทิตย์ต้องมีอุปกรณ์หลักอะไรบ้างครับ?
ตอบ:

แผงเซลล์แสงอาทิตย์คือการนำเซลล์หลายตัวมาต่อกัน เมื่อเป็นแผงก็จะมีแผงหลายแผงมาต่อกันเพื่อกำหนดค่าแรงดันและกระแสที่เหมาะสมกับระบบ

เนื่องจากไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ถ้าจะใช้กับอุปกรณ์บ้านก็ต้องมีอินเวอร์เตอร์ (inverter) เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสสลับก่อน

นอกจากนี้ ไฟฟ้าที่ผลิตจากเซลล์แสงอาทิตย์ไม่สามารถเก็บในตัวเองได้ ต้องปล่อยออกไปเลย ดังนั้น ถ้าต้องการเก็บไฟฟ้าต้องเก็บในแบตเตอรี่ เมื่อมีตัวเก็บไฟแล้วก็ต้องมีตัวควบคุมการชาร์จ (charge controller) ด้วย เพราะไฟจากเซลล์แสงอาทิตย์อาจไม่สม่ำเสมอเปลี่ยนแปลงตามค่าแสงอาทิตย์ ซึ่งอาจสร้างความเสียหายต่อแบตเตอรี่ได้ถ้าชาร์จโดยตรง

ถาม : ถ้าพูดถึงเซลล์แสงอาทิตย์จะเป็นวัสดุที่รับแสงเข้ามาแล้วเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้า แต่ถ้ามองทั้งระบบเรียกโซลาร์โฟโตวอลเทอิก (solar photovoltaic system) ใช่ไหมครับ?
ตอบ:

ใช่ค่ะ จริงๆ การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์จะมีอีกรูปแบบหนึ่งคือ การใช้เป็นความร้อน (solar thermal) ผลิตน้ำร้อนหรือไอน้ำแล้วไปปั่นไฟ แต่ถ้าแปลงจากแสงเป็นไฟฟ้าโดยตรงจะเรียก solar photovoltaic system หรือ solar PV system

ถาม : ในมุมมองของวัสดุที่พูดถึงผลึกแบบต่างๆ เช่น ผลึกเดี่ยว (monocrystalline) พหุผลึก (polycrystalline หรือ multicrystalline) อสัณฐาน (amorphous) ผลึกเหล่านี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพของโฟโตวอลเทอิกที่แตกต่างกันอย่างไรครับ?
ตอบ:

ผลึกที่ทำให้โฟโตวอลเทอิกมีประสิทธิภาพสูงที่สุดคือผลึกเดี่ยวเพราะเป็นเนื้อเดียว แต่มีราคาสูง ถ้าเป็นพหุผลึกหรือหลายผลึกจะมีเกรนต่างๆ ทำให้มีรอยต่อระหว่างเกรน ซึ่งมีโอกาสที่จะสูญเสียพลังงานได้มาก เดิมทีผลึกเดี่ยวมีราคาสูงจึงพบวัสดุประเภทพหุผลึกหรือหลายผลึกในท้องตลาดมากกว่าแม้จะมีประสิทธิภาพต่ำกว่า แต่ถ้ามองในแง่เศรษฐศาสตร์ก็จะคุ้มค่ากว่า

ปัจจุบันจีนผลิตผลึกเดี่ยวได้ถูกลงจนมีราคาพอๆ กับพหุผลึก ทำให้สัดส่วนในตลาดที่แท้จริงตอนนี้มีผลึกเดี่ยวมากกว่า ซิลิคอนเวเฟอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ร้อยละ 96 ผลิตที่จีน ทำให้จีนสามารถคุมได้ตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำทำให้ราคาลดต่ำลงเรื่อยๆ ตั้งแต่ปี 2553 จากเดิมราคาต่อวัตต์ของเซลล์แสงอาทิตย์สูงประมาณ 80 บาทต่อวัตต์ ตอนนี้ลงมาเหลือ 20 บาทต่อวัตต์ ถ้าในระดับโซลาร์ฟาร์มต่ำกว่า 10 บาทต่อวัตต์ ดังนั้นต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์จะลดต่ำลงสาเหตุมาจากราคาแผงต่ำลง ประเทศอื่นไม่สามารถลดราคาลงได้เท่าจีน เพราะจีนคือผู้ผลิตเวเฟอร์ เมื่อนำไปขายต่อจะเป็นผู้กำหนดราคาและควบคุมคุณภาพได้หมด

ถาม : การแข่งขันของเทคโนโลยีฟิล์มบางซิลิคอนอสัณฐาน (amorphous silicon) เป็นอย่างไรครับ?
ตอบ:

เมื่อประมาณ 10 กว่าปีที่แล้ว ฟิล์มบางซิลิคอนอสัณฐานเป็นเทคนิคในการเคลือบฟิล์ม โดยการใช้ก๊าซ เช่น ไซเลน หรือไฮโดรเจนมาสร้างฟิล์มซิลิคอนอสัณฐานบนฐานรองกระจก เพราะมีคุณสมบัติที่ดีคือต้นทุนถูกกว่าผลึก แต่ต่อมาผลึกราคาลงจนเทียบเท่าต้นทุนของฟิล์มบางซิลิคอนอสัณฐานทำให้ตอนนี้ฟิล์มบางซิลิคอนอสัณฐานค่อยๆ หายไปจากตลาดเหลือสัดส่วนอยู่น้อยมาก

ถาม : ถ้าอุปสงค์ลดลง การวิจัยและพัฒนายังคงดำเนินต่อไหมครับ หรือลดลงไปตามตลาด?
ตอบ:

ลดลงค่ะ ไปเป็นเพียงชั้นหนึ่งในเซลล์ผลึกซิลิคอน เดิมทีใช้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์แต่เปลี่ยนไปเป็นตัวเสริมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์ชนิดผลึกซิลิคอนแทน

ถาม : งานวิจัยที่ทำตอนอยู่ที่ศูนย์อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) เกี่ยวกับอะไรครับ?
ตอบ:

ตอนทำที่ NECTEC ยังทำฟิล์มบางซิลิคอนอสันฐานอยู่โดยสร้างบนฐานรองโพลิอิไมด์ (polyimide) ซึ่งเป็นพลาสติกที่อ่อนตัวได้ ม้วนได้ พกพาได้เพราะมีน้ำหนักเบา ตอนนั้นในแง่ของเทคโนโลยีสามารถทำในห้องปฏิบัติการได้ขนาด 10×10 cm2 แต่การขยายสเกลต้องใช้เครื่องจักรที่ผลิตแบบโรลทูโรล (roll-to-roll processing) เหมือนเครื่องทอผ้า ซึ่งมีข้อจำกัดเรื่องต้นทุน เมื่อผลิตน้อย ราคาก็สูง จึงไม่คุ้มในเชิงเศรษฐศาสตร์ อีกทั้งยังหาผู้ลงทุนได้ยาก เพราะเป็นจังหวะที่ผลึกมีราคาต่ำลง ทุกคนก็หันไปสนใจผลึก

เซลล์แสงอาทิตย์แบบงอได้โดยสร้างบนฐานรองโพลิอิไมด์
ภาพจาก: โครงการวิจัยและพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางซิลิคอนบนฐานรองที่โค้งงอได้ สวทช. ปี 2553

ถาม : เมื่อผลึกมีราคาลดลง ต้องมีการปรับเปลี่ยนทิศทางการวิจัยอย่างไรครับ?
ตอบ:

ช่วงนั้นมีโอกาสได้ไปอบรมการวิเคราะห์สมรรถนะและความน่าเชื่อของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ AIST (The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) ประเทศญี่ปุ่น ซึ่ง AIST ถือว่าเป็น 1 ใน 3 ของศูนย์ทดสอบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก เขาสอนตั้งแต่การวัดสเปกตรัมแสง เพราะมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเซลล์แต่ละชนิด เช่น เซลล์ชนิดนี้ทำงานที่เยอรมนีได้ดี แต่ที่ญี่ปุ่นอาจไม่ดีเท่าที่คิด และยังมีปัจจัยอื่นๆ เช่น อุณหภูมิ รวมถึงการวัดในห้องปฏิบัติการต้องวัดอะไรบ้าง การวัดระบบที่เป็นแผงใช้งานจริงบริเวณภายนอก ตามมาตรฐานต้องมีอะไร ใช้เครื่องมืออะไร ซึ่งทำให้ได้เรียนรู้มากขึ้น

ถาม : ถ้ามีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งภายนอก ปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยา เช่น มีเมฆมาบัง มีลมพัด ปัจจัยสำคัญอะไรบ้างที่ต้องคำนึงถึงครับ?
ตอบ:

อันดับแรกคือค่าความเข้มแสง อันดับที่สองคืออุณหภูมิแผง เพราะเงื่อนไขมาตรฐานวัดที่ค่าความเข้มแสง 1000 W/m2 อุณหภูมิแผงที่ 25°C เพื่อแสดงว่ากำลังการผลิตไฟฟ้าของแผงกี่วัตต์ สำหรับประเทศไทยอุณหภูมิแผงที่ตั้งเฉยๆ ก็ 30°C เมื่อรับแสงอุณหภูมิจะสูงขึ้นอีก ยิ่งช่วงเมษายนบางครั้งอุณหภูมิแผงสูงถึง 70°C และถ้าติดตั้งบนหลังคา ซึ่งการระบายอากาศไม่ดีก็มีโอกาสที่อุณหภูมิจะสูงถึง 80°C แม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์จะชอบแสง แต่ไม่ชอบความร้อนค่ะ

ถาม : สภาวะที่เหมาะสมของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกเดี่ยวต้องเป็นอย่างไรครับ?
ตอบ:

สภาวะที่เหมาะสมคือมีความเข้มแสงสูงแต่อุณหภูมิต่ำ น่าจะเป็นแถบยุโรปบางเมือง แต่ในเขตร้อนแถบเส้นศูนย์สูตรแสงเยอะตลอดทั้งปี ข้อดีคือได้รับแสง แต่ต้องยอมรับว่าจะมีการสูญเสียที่เกิดจากอุณหภูมิได้เช่นเดียวกัน

ถาม : การที่เซลล์แสงอาทิตย์มีสีเข้ม มีเหตุผลทางวิชาการไหมครับว่าทำไมต้องมีสีแบบนี้?
ตอบ:

สีเข้มจะดูดกลืนแสงขาวได้ทั้งหมด การที่เราเห็นสีไหนหมายความว่าสีนั้นจะสะท้อนเข้าตาเรา คือไม่ถูกดูดกลืน เช่น ซิลิคอนที่เราเห็นเป็นสีน้ำเงินเข้ม เพราะสะท้อนสีน้ำเงินเข้มออกมาแล้วดูดกลืนสีช่วงอื่น จริงๆ แล้วพลังงานแสงอาทิตย์ร้อยละ 40 อยู่ที่แสงขาวที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 400-800 นาโนเมตร

เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีสีแตกต่างกัน
ภาพจาก: https://metsolar.eu/customization-options/#coloredsolarcells

เราสามารถปรับสีของเซลล์แสงอาทิตย์ได้เพื่อความสวยงาม เช่น เซลล์ชนิดผลึกซิลิคอน ถ้าปรับชั้นซิลิคอนไนไตรด์ที่เป็นชั้นกันสะท้อนด้านบน โดยปรับค่าดัชนีหักเหของแสงกับความหนาของฟิล์มก็จะสามารถปรับสีให้เป็นสีเหลือง สีแสด สีอื่นๆ ได้ แต่ต้องแลกกับประสิทธิภาพของแผงที่ลดลง เพราะแผงจะดูดกลืนสีนี้น้อยลง

งานวิจัยด้าน BIPV (Building Integrated Photovoltaic) สามารถทำให้เลือกได้ว่าต้องการเซลล์สีอะไร กระจกสีอะไร จะไม่เน้นเรื่องประสิทธิภาพ แต่เน้นที่ความสวยงามสำหรับใช้ตกแต่งเป็นหลักค่ะ

ถาม : ในแง่ทฤษฎีสามารถทำให้เซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพสูงสุดได้เท่าไหร่ครับ?
ตอบ:

ถ้าเป็นเซลล์แบบประเภทรวมแสง คือ นำเลนส์มารวมความเข้มแสง มีประสิทธิภาพใกล้เคียงร้อยละ 50 บางครั้งจะเห็นข่าวรายงานว่าเซลล์ชนิดนี้มีประสิทธิภาพร้อยละ 49-50 ถ้าไปอ่านรายละเอียดและเงื่อนไขในการทดสอบจะพบว่าเป็นเซลล์รวมแสง 300 ซัน ซึ่งแสงทั่วไปคือ 1 ซัน หมายความว่าเซลล์ชนิดนี้รวมความเข้มแสง ณ จุดพื้นที่ที่โฟกัสแล้ววัดประสิทธิภาพตรงจุดนี้ ซึ่งเงื่อนไขนี้จะไม่เกิดในธรรมชาติแต่ในแง่ทฤษฎีหรือสภาพแวดล้อมที่ควบคุมสามารถทำได้ แต่ในความเป็นจริงประสิทธิภาพการทำงานจะไม่ถึงเพราะมีปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาเข้ามาเกี่ยวข้อง

ถาม : ในทางปฏิบัติประสิทธิภาพอยู่ประมาณเท่าไหร่ครับ?
ตอบ:

ถ้าเป็นเซลล์ซิลิคอนทั่วไปประสิทธิภาพจะประมาณร้อยละ 20 แต่ถ้าเป็นประสิทธิภาพแผงที่ใช้ในโซลาร์ฟาร์มปัจจุบันจะอยู่ประมาณร้อยละ 18-19

ถาม : มีความหวังด้านเทคโนโลยีที่จะผลักดันประสิทธิภาพให้สูงมากกว่านี้ไหมครับ?
ตอบ:

ในแง่ประสิทธิภาพของเซลล์ซิลิคอนมีความเป็นไปได้ที่จะทำได้ถึงร้อยละ 25-26 แต่ราคาจะสูงตามไปด้วย ดังนั้น คนจะไม่ลงทุนทำโซลาร์ฟาร์มด้วยแผงที่ประสิทธิภาพสูงสุดแต่จะพิจารณาความคุ้มค่าในการลงทุน เนื่องจากเมื่อพิจารณาในแง่เศรษฐศาสตร์แล้วพบว่าประสิทธิภาพสูงใช้พื้นที่น้อยกว่าเท่านั้น ส่วนแผงประสิทธิภาพต่ำก็สามารถผลิตได้เท่ากันเพียงแต่ใช้พื้นที่มากกว่าเท่านั้น

ถาม : เราได้ยินเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์มานานแล้ว อีกทั้งเคยมีนักวิชาการบางท่านเสนอนำเข้าระบบกริด โดยมีความฝันว่าคนจำนวนมากในประเทศจะผลิตไฟฟ้าใช้กันเอง แต่การใช้งานในปัจจุบันยังมีแค่เพียงบางบ้านไม่กระจายไปทั่ว ทั้งนี้มีอุปสรรคอะไรครับ?
ตอบ:

สาเหตุที่เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ยังไม่มีการใช้งานกันทั่วไปในวงกว้าง เนื่องจากเป็นระบบการผลิตไฟฟ้าที่ไม่เสถียร กล่าวคือมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพอากาศ อีกทั้งในช่วงเวลากลางคืนก็ไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งจะแตกต่างจากโรงไฟฟ้าอื่นที่สามารถควบคุมกำลังการผลิตได้ 24 ชั่วโมง ดังนั้น ต้องแก้ระบบให้มีความเสถียรก่อน เช่น อาจต้องใช้แบตเตอรี่มาเก็บสำรองไฟ ซึ่งก็จะทำให้ราคาต้นทุนสูงขึ้นจึงยังไม่เหมาะที่จะใช้เป็นระบบหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้า

ถ้าเป็นระบบเล็ก ต้องสร้างความรู้และความเข้าใจในสิ่งที่เซลล์แสงอาทิตย์ทำได้ก่อน เพราะความคาดหวังของคนคิดว่าถ้าติดแล้วจะสามารถใช้แทนไฟฟ้าทั้งบ้านได้ ซึ่งจริงๆ แล้ว แค่ช่วยลดปริมาณการใช้ไฟลงได้ ไฟฟ้าที่ผลิตจากเซลล์แสงอาทิตย์สามารถใช้กับเครื่องไฟฟ้าทั่วไป เช่น พัดลม ไฟแสงสว่างได้ แต่ไม่เหมาะที่จะใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟ เช่น เครื่องปรับอากาศ เตารีด หรือเตาอบ

นอกจากนี้ราคาระบบเล็กอาจไม่ถูกนัก เพราะระบบต้องมีอินเวอร์เตอร์ ค่าติดตั้ง ค่าแผง ดังนั้น คนที่ติดตั้งต้องมีเงินระดับหนึ่งหรือเป็นคนที่อยากทดลองใช้จริงๆ และถ้าต้องการติดตั้งเชื่อมต่อกับสายส่งก็ต้องทำเรื่อง ยื่นเอกสารต่างๆ เพื่อแจ้งการไฟฟ้า ซึ่งก็จะมีขั้นตอนการดำเนินการอยู่ค่ะ

ถาม : ในภาพใหญ่ของประเทศไทยมีนโยบายที่อยากให้เพิ่มสัดส่วนการใช้ปริมาณไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มากขึ้นไหมครับ?
ตอบ:

มีค่ะ แต่จะเน้นส่งเสริมการติดตั้งบนหลังคากับลอยน้ำ การที่ส่งเสริมให้ติดตั้งบนหลังคาบ้าน หลังคาโรงงาน หลังคาโกดังก็เพื่อจะได้ไม่รบกวนพื้นที่ดินสำหรับการเกษตร เป็นการใช้พื้นที่อาคารที่มีอยู่แล้วให้เกิดประโยชน์ ซึ่งส่วนหนึ่งรัฐสนับสนุน แต่ระยะหลังจะเป็นการติดตั้งบนหลังคาโกดังและโรงงานขนาดกลางและขนาดใหญ่เนื่องจากมีเงินทุน ถ้าขายไฟได้และลดพีกช่วงเวลากลางวันก็จะลดค่าไฟได้ทำให้คืนทุนได้เร็ว

ส่วนเซลล์แสงอาทิตย์ลอยน้ำเป็นเทรนด์ใหม่ของทั่วโลก เป็นการใช้พื้นที่ผิวน้ำ เช่น ทะเล ทะเลสาบ เขื่อน โดยนำเซลล์แสงอาทิตย์ไปติดบนทุ่น จากนั้นนำทุ่นไปลอยน้ำเพื่อใช้พื้นที่ให้เป็นประโยชน์ อีกแง่หนึ่งคืออุณหภูมิแผงจะเย็นกว่าเนื่องจากใกล้น้ำและมีลม

ประเทศไทยเริ่มติดตั้งแล้วที่เขื่อนสิรินธรของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต (EGAT) โดยติดตั้งใช้จริง 45 เมกะวัตต์ แต่ก็ต้องศึกษากันในระยะยาว เพราะแผงอยู่ใกล้ความชื้นตลอดเวลาก็อาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสื่อมสภาพ ถ้าติดตั้งใกล้ทะเลก็จะมีไอเกลือ ซึ่งจะมีผลเรื่องการกัดกร่อนบนตัวแผงและสายไฟค่ะ

เซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำ (Floating PV)
ภาพจาก: EGAT การไฟฟ้าฝ่ายผลิต เขื่อนสิรินธร

ถาม : อายุการใช้งานของเซลล์แสงอาทิตย์ประมาณกี่ปีครับ?
ตอบ:

ถ้าตัวแผงมีการรับประกันประมาณ 20-25 ปี สมรรถนะจะลดลงไม่ต่ำกว่าร้อยละ 80 จากตั้งต้น แต่ในเขตร้อนชื้นจะเสื่อมเร็วกว่า อายุการใช้งานจึงไม่ถึง 20 ปีแต่ถ้าคุ้มทุนแล้วก็ไม่เป็นปัญหาระยะเวลาที่คุ้มทุนสำหรับระบบใหญ่จะประมาณ 7 ปี แต่ถ้าเป็นระบบเล็กตามบ้านเรือนจะประมาณ 10 กว่าปี (ขึ้นกับขนาดระบบ ราคาอุปกรณ์ ราคาขายไฟ แรงจูงใจที่ได้รับ) อย่างไรก็ดี แม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์จะเสื่อมก็ยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้ แต่อุปกรณ์ที่เสื่อมก่อนคือ อินเวอร์เตอร์

ถาม : ถ้าเปรียบเทียบราคาของอินเวอร์เตอร์เทียบกับราคาทั้งระบบคิดเป็นสัดส่วนเท่าไหร่ครับ?
ตอบ:

ประมาณร้อยละ 10 ค่ะ หรือประมาณหลักหมื่น ซึ่งสำหรับโรงงานไม่น่ามีปัญหา แต่สำหรับบ้านเรือนค่อนข้างมีผลกระทบสูงค่ะ

ถาม : มีวิธีการจัดการปลายทางแผงที่หมดอายุหรือมีประสิทธิภาพต่ำอย่างไรครับ?
ตอบ:

ถ้าในต่างประเทศจะมีโรงงานรีไซเคิลแผงคือ แยกแต่ละส่วนและนำกลับมาใช้ แต่ต้นทุนในการรีไซเคิลยังสูงมาก ไม่ว่าจะเป็นพลังงาน หรือสารเคมีที่ต้องใช้ เมื่อประเมินแล้วยังไม่ค่อยคุ้มทุนที่จะรีไซเคิล จึงใช้แนวทางในการใช้ซ้ำ

ในประเทศไทยยังไม่มีโรงงานรีไซเคิล และกลไกการใช้งานซ้ำก็ยังไม่มีแต่กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา ปัจจุบันเราติดตั้งแผงในระบบไปแล้วไม่น้อยกว่า 3 กิกะวัตต์หรือมีอยู่ไม่ต่ำกว่า 12 ล้านแผง ถ้าตามแผนอีก 10-20 ปี เราจะมีมากกว่า 40 ล้านแผง ดังนั้น การจัดการปลายทางอย่างเป็นระบบจะเป็นเรื่องสำคัญที่บอกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ดีต่อสิ่งแวดล้อมจริงหรือไม่

ถาม : ในต่างประเทศที่เจริญมากอย่างประเทศญี่ปุ่น เยอรมนี หรือประเทศอื่นในยุโรปเขามีวิธีจัดการเซลล์ที่หมดอายุอย่างไรครับ?
ตอบ:

รวบรวมกลับมาเพื่อรีไซเคิลค่ะ ที่นำหน้าที่สุดจะเป็นยุโรปที่สามารถรีไซเคิลได้ทุกส่วน ตั้งแต่กระจก ซิลิคอน ขั้วไฟฟ้า นำโลหะมีค่าออกมา ในตอนนี้อาจไม่คุ้มทุนแต่ในทางเทคนิคสามารถทำได้ จึงกลายเป็นว่าตอนนี้การแยกส่วนและบดทำลายเพื่อฝังกลบเป็นวิธีที่นิยมที่สุด ซึ่งประเทศไทยก็ใช้การฝังกลบเป็นหลักค่ะ

ถาม : อยากให้ ดร.เบนซ์ เล่าประสบการณ์ที่มีโอกาสได้ทำงานเชิงนโยบายเกี่ยวกับการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ครับ?
ตอบ:

ก่อนหน้านี้มีโอกาสได้ทำรายงานที่เป็นฉบับแรกของประเทศไทยเกี่ยวกับสถานภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทยตั้งแต่ 10 ปีที่แล้ว รวมถึงการส่งเสริมการใช้ซ้ำหรือการรีไซเคิล ซึ่งกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ได้ร่วมกับกระทรวงอุตสาหกรรมกำลังจะสร้างกลไกมารองรับแบบครบวงจร โดยหลังจากที่โซลาร์ฟาร์มรื้อแผงจะต้องดำเนินการอย่างไรกับแผงก่อนที่จะกระจายออกไปโดยที่ติดตามเอากลับคืนไม่ได้ค่ะ

ปัจจุบันโซลาร์ฟาร์มบางที่เปลี่ยนแผงโดยไม่รอถึง 20 ปี เนื่องจากเขาขายไฟ เมื่อพลังงานที่ผลิตได้ลดลงเขาก็เปลี่ยนแผงเพื่อรักษาสถานะการผลิตไฟฟ้า แผงที่ถูกเปลี่ยนบางส่วนถูกเก็บไว้ บางส่วนถูกขายต่อ บางส่วนถูกบริจาคไป ซึ่งเราจะไม่ทราบปลายทางที่จะไปรวบรวมกลับมาจัดการได้เลย

ถาม : รายงานสถานภาพเมื่อ 10 ปีก่อน น่าจะมีการมองอนาคตข้างหน้าด้วย อนาคตที่คาดไว้เมื่อ 10 ปีก่อนกับสถานะในปัจจุบันสอดคล้องหรือแตกต่างกันอย่างไรครับ?
ตอบ:

สิ่งที่คาดไว้และตรงกับปัจจุบันคือจำนวนแผงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นการจัดการจึงเป็นเรื่องที่สำคัญ เพราะเราพูดถึงการรีไซเคิลแผงตั้งแต่ 10 ปีที่แล้ว แต่ตอนนั้นยังถูกมองว่าอีกนานคือ 20-25 ปี เรายังไม่ต้องทำเรื่องนี้ก่อน ตั้งแต่ปี 2553 มีการพูดถึงงานวิจัยรีไซเคิลแต่ยังไม่ได้โฟกัสมาก เพราะไทยเน้นส่งเสริมการติดตั้งเพื่อใช้งานทั้งบนดิน หลังคา หรือลอยน้ำ แต่สุดท้ายแผงทั้งหมดคงต้องเข้าสู่กระบวนการจัดการและรีไซเคิลหรือทิ้ง แต่สิ่งที่กังวลคือ เมื่อต่างประเทศรื้อแผงจะส่งมาที่ประเทศไทยเหมือนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือไม่

ถาม : การทำงานที่ผ่านมามีความภาคภูมิใจในเรื่องใดครับ?
ตอบ:

สิ่งที่ภูมิใจคือส่วนของการวิเคราะห์ทดสอบ เมื่อ 10 ปีที่แล้ว ประเทศไทยติดตั้งอย่างเดียวไม่เน้นเรื่องการวิเคราะห์ทดสอบ ส่วนความน่าเชื่อถือเราเชื่อตามข้อมูลที่ต่างประเทศกล่าวอ้าง เมื่อ 10 ปีที่แล้วมีโอกาสได้ศึกษาเรื่องการทดสอบสมรรถนะความน่าเชื่อถือของเซลล์ 5 ชนิดในเขตร้อนชื้น ซึ่งงานนี้ได้รับรางวัลด้วย เนื่องจากญี่ปุ่น เยอรมนี อเมริกาเป็นประเทศที่ไม่ได้อยู่ในเขตร้อนชื้น เราเป็นประเทศแรกๆ ในเขตร้อนชื้นที่นำเสนองานวิจัยด้านนี้ โดยชี้ให้เห็นว่ามาตรฐานที่มีอยู่ไม่ได้สะท้อนการใช้งานจริงในบ้านเราสักเท่าไหร่นัก เพราะบ้านเรานอกจากจะร้อนชื้นแล้ว ยูวีก็แรงกว่าด้วย ดังนั้น เราจึงต้องทดสอบเพิ่มเติม

ผลงานวิจัยการทดสอบสมรรถนะความน่าเชื่อถือของเซลล์ 5 ชนิดในเขตร้อนชื้น
ภาพจาก: https://www.nectec.or.th/en/research/ssdru/ssdrg-slt.html

ในระยะหลังอินเดียกับสิงคโปร์มาแรงมาก อย่างสิงคโปร์เวลาที่เขาทุ่มงานวิจัยอะไร เขาก็ไปดึงทีมวิจัยจากเยอรมนีมาทำให้เริ่มได้เร็วและไปได้เร็วมาก เดิมทีในเขตร้อนชื้นอาจมีเราศึกษาวิจัย แต่ตอนนี้สิงคโปร์ที่แม้จะไม่มีพื้นที่จะติดเอง แต่เขาก็ไปเน้นแนวการวิเคราะห์ทดสอบ และก็พยายามรวบรวมข้อมูลในเขตร้อนชื้นมาทำโมเดลต่างๆ เช่นกัน

ถาม : อยากให้เล่ากรณีศึกษาที่เคยช่วยแก้ปัญหา หรือปรับปรุงระบบให้เหมาะสมตามสถานที่ต่างๆ ครับ?
ตอบ:

สถานที่ที่ทีมเคยไปมีรูปแบบที่เป็นพื้นที่โซลาร์ฟาร์มที่เป็นภาคธุรกิจจริงๆ เพื่อช่วยแก้ปัญหาระบบในการผลิตไฟฟ้า เช่น หาสาเหตุที่กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้มันลดลง ส่วนอีกรูปแบบคือ พื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เราต้องไปออกแบบว่าควรติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเท่าไหร่จึงจะพอกับปริมาณไฟฟ้าที่เขาต้องการ หรือถ้าเขามีพลังงานน้ำด้วยจะมาผสมผสานเป็นระบบไฮบริดได้อย่างไรจึงเหมาะสม นอกจากนี้ในแต่ละฤดูปริมาณแสงอาทิตย์ไม่เท่ากัน หรือบางฤดูฝนตกต้องทำอย่างไร ซึ่งการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในแต่ละพื้นที่มีลักษณะการใช้งานที่หลากหลายมากค่ะ

ถาม : แง่มุมไหนที่จะเป็นทิศทางในอนาคตที่เราจะได้เห็นความก้าวหน้าของการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในบ้านเราหรือของโลกครับ?
ตอบ:

อยากให้มองการใช้ให้คุ้มค่าและเกิดประโยชน์เป็นหลัก ในบางแง่มุมอาจไม่ต้องเป็นระบบขนาดใหญ่ เช่น ในภาคการเกษตรที่สายส่งเข้าไม่ถึง เซลล์แสงอาทิตย์สามารถช่วยเกษตรกรให้มีไฟฟ้าใช้ โดยเข้าไปทดแทนการปั่นไฟโดยใช้น้ำมัน ซึ่งการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ลักษณะนี้มีผลกระทบและมีมูลค่าการใช้งานสูง เนื่องจากเป็นพลังงานทางเลือกสำหรับกลุ่มที่มีความจำเพาะ (niche market) เราอาจไม่เหมือนญี่ปุ่น หรือเยอรมนีที่มีสายส่งครอบคลุมกว่ามาก ประเทศไทยยังมีพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง หากใช้เซลล์แสงอาทิตย์น่าจะเหมาะเพราะการลากสายส่งเข้าไปจะมีค่าใช้จ่ายสูงมาก

ถาม : มีข้อแนะนำสำหรับผู้ที่สนใจจะทำงานด้านเซลล์แสงอาทิตย์ว่าควรไปศึกษาด้านไหนหรือต้องเกาะติดประเด็นอะไรเป็นพิเศษไหมครับ?
ตอบ:

การพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ต้องการความรู้หลากหลายสาขามาก เช่น ตัวเซลล์แสงอาทิตย์เป็นเรื่องวัสดุ ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ แต่เมื่อนำเซลล์มาประกอบกันให้สามารถกันความชื้นและแสงยูวีต้องใช้ความรู้ด้านวิศวกรรม การทำให้เซลล์ติดตามดวงอาทิตย์ก็ต้องมีความรู้เรื่องมอเตอร์ การป้องกันฝุ่นเพื่อช่วยลดการสูญเสียจากการบดบังของผงฝุ่นต้องใช้ความรู้ด้านการเคลือบสาร หรือในการใช้งานจริงเมื่อโดนแสงยูวี สารเคลือบนี้จะเสื่อมสภาพหรือไม่ หรือต้องเคลือบบ่อยแค่ไหนจึงจะคุ้มก็ต้องใช้ความรู้เรื่องวัสดุ หรือการควบคุมปัจจัยต่างๆ ให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งต้องใช้ความรู้หลากหลายสาขามาช่วยเสริมระบบให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นค่ะ

ขอขอบคุณ ดร.เบนซ์ที่มาให้ความรู้เรื่องเซลล์แสงอาทิตย์ รวมทั้งข้อคิดต่างๆ ในโอกาสหน้าขอเชิญมาให้ข้อมูลความก้าวหน้าใหม่ๆ ในงานวิจัยที่ศึกษาอยู่ภายใต้ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติอีกนะครับ

ผู้ที่สนใจรายการนี้ในรูปแบบพอดแคสต์ (podcast) สามารถรับฟังได้ที่:

Facebook Twitter Line

The post พลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]> เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหารกับพฤติกรรมผู้บริโภค https://www.mtec.or.th/post-knowledges-49289/ Mon, 17 May 2021 08:15:29 +0000 http://10.228.23.44:38014/?p=12775 รายการก่อ กอง science ตอนพิเศษครั้งนี้ขอชวนคุณผู้ฟังมาเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีอาหารในมุมมองที่น่าสนใจ ซึ่งแขกรับเชิญเป็นนักวิจัยจากทีมวัสดุศาสตร์อาหาร...

The post เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหารกับพฤติกรรมผู้บริโภค appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหารกับพฤติกรรมผู้บริโภค

สัมภาษณ์โดย ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ
ถอดบทสัมภาษณ์โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

รายการก่อ กอง science ตอนพิเศษครั้งนี้ขอชวนคุณผู้ฟังมาเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีอาหารในมุมมองที่น่าสนใจ ซึ่งแขกรับเชิญเป็นนักวิจัยจากทีมวัสดุศาสตร์อาหาร กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโพลิเมอร์ขั้นสูงของเอ็มเทค ดร.ศิริกาญจน์ วิเศษสุวรรณภูมิ หรือ ดร.ตอง

ถาม : ตอนเรียนปริญญาเอกทำงานวิจัยด้านไหนครับ?
ตอบ:

งานวิจัยเกี่ยวข้องกับวัสดุศาสตร์ระดับนาโนค่ะ ตอนนั้นวัสดุแกรฟีนซึ่งเป็นวัสดุนาโนคาร์บอนเพิ่งถูกค้นพบจึงสนใจการปรับแกรฟีนให้มีหน้าที่ที่เหมาะสมกับการใช้งานด้านพลังงาน และเซ็นเซอร์ทางไบโอชีวภาพค่ะ

ภาพถ่ายแกรฟีนจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM)

ถาม : จุดเชื่อมโยงระหว่างความสามารถที่เรียนมากับงานวิจัยที่ทำในปัจจุบันเกี่ยวข้องกันอย่างไรครับ?
ตอบ:

เรื่องที่เรียนมาเกี่ยวกับเคมีเชิงฟิสิกส์ (physical chemistry) หรือเคมีเชิงกายภาพ งานวิจัยด้านอาหารก็เช่นเดียวกัน เราสนใจสมบัติเชิงกายภาพของวัสดุที่เป็นอาหาร เปรียบเหมือนการปรับวัสดุนาโนที่กินไม่ได้มาเป็นวัสดุโพลิเมอร์ที่กินได้แทน อย่างตอนที่ศึกษาแกรฟีนก็ศึกษาร่วมกับวัสดุอื่นและดูอันตรกิริยาของมัน แต่เมื่อเปลี่ยนจากแกรฟีนเป็นโปรตีน คาร์โบไฮเดรตในอาหารก็จะดูอันตรกิริยาของมันในแต่ละโครงสร้างของอาหารที่เราสนใจค่ะ

ถาม : งานวิจัยที่เอ็มเทค ทำด้านไหนบ้างครับ?
ตอบ:

งานวิจัยตอนเริ่มต้น สนใจการใช้เคมีไฟฟ้าในการปรับโครงสร้างโปรตีนฮีโมโกลบินในเนื้อสัตว์เพื่อทำให้สีเข้มขึ้น พบว่าทำได้ระดับหนึ่งในห้องปฏิบัติการ แต่การนำไปใช้จริงในระดับอุตสาหกรรมยังไม่เหมาะสม ถัดมาเน้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมกับความต้องการของกลุ่มผู้บริโภค เช่น กลุ่มทหาร เพราะทหารต้องการอาหารที่มีความจำเพาะหรือลักษณะพิเศษที่สามารถพกพาเวลาออกลาดตระเวนตามที่ต่างๆ ได้โดยเน้นที่ให้พลังงาน

นอกจากจะพัฒนาให้อาหารของทหารมีน้ำหนักเบาและให้พลังงานแล้ว ยังต้องดูว่าส่วนประกอบของอาหารที่ให้พลังงานแต่ละชนิดเป็นอย่างไร เช่น อาหารที่มีน้ำตาลปริมาณมากก็มีพลังงานสูงและปลดปล่อยพลังงานได้รวดเร็ว เมื่อทานน้ำเชื่อมจะรู้สึกได้ทันทีถึงความกระปรี้กระเปร่า ร่างกายสามารถดูดซึมพลังงานไปใช้ได้ทันที แต่ถ้าทานข้าวจะรู้สึกอิ่ม แต่กว่าจะรู้สึกกระปรี้กระเปร่าต้องใช้เวลามากกว่า

อาหารพลังงานสูงแบบแท่งสำหรับพกพา (ซ้าย) อาหารให้พลังงานเร็วแบบเจล (ขวา)

ถาม : เป้าหมายของการศึกษาพฤติกรรมผู้บริโภคคืออะไรครับ?
ตอบ:

เนื่องจากประเทศไทยเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ผู้บริโภคกลุ่มนี้เป็นกลุ่มใหม่ในตลาดอาหารของประเทศไทย ซึ่งเรายังไม่ทราบว่าผู้บริโภคกลุ่มนี้มีความต้องการอาหารแบบไหน มีความจำเพาะเจาะจงหรือพิเศษแตกต่างจากผู้บริโภคทั่วไปอย่างไร เพราะฉะนั้นการที่ศึกษาพฤติกรรมของผู้บริโภคจะทำให้มองเห็นภาพ และเข้าใจกลุ่มผู้บริโภคโดยเฉพาะผู้สูงอายุชัดเจนขึ้น เพื่อจะได้ออกแบบอาหารให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้บริโภคกลุ่มนี้

ถาม : การศึกษาพฤติกรรมผู้บริโภคมุ่งเน้นที่ประเด็นไหน และใช้วิธีการอะไรในการเลือกกลุ่มตัวอย่าง?
ตอบ:

หากมองภาพรวมอาหารของผู้สูงอายุในประเทศไทยที่นิยมกันมากคืออาหารเสริม ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับว่าจะนำสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพชนิดไหนใส่เข้าไปให้เหมาะสม ประเด็นนี้อาจไม่ใช่ความเชี่ยวชาญหรือเป้าหมายหลักของงานวิจัย

งานวิจัยสนใจปรับโครงสร้างและเนื้อสัมผัสของอาหารให้เหมาะสม เพราะฉะนั้นอาหารที่ตอบโจทย์ความสนใจของเราและมีประโยชน์ต่อผู้บริโภคกลุ่มนี้ด้วยคือ อาหารที่มีการปรับเนื้อสัมผัสให้อ่อนนุ่มลง ซึ่งกลุ่มผู้บริโภคสูงอายุส่วนใหญ่มีปัญหาในการบดเคี้ยวและการกลืน เราจึงเลือกกลุ่มผู้บริโภคสูงอายุที่มีปัญหาการบดเคี้ยวและการกลืนเป็นหลัก

ถาม : อาหารที่ตอบโจทย์ผู้สูงอายุต้องมีลักษณะอย่างไรบ้างครับ?
ตอบ:

ผู้สูงอายุมีความเสื่อมถอยของอวัยวะโดยเฉพาะอวัยวะในช่องปากทั้งการเคี้ยวและการกลืน จากการสอบถามผู้สูงอายุที่มีปัญหาการเคี้ยว มีฟันผุ และใส่ฟันปลอมพบว่ามักหลีกเลี่ยงอาหารที่เหนียวและแข็งจึงทำให้เข้าสู่สภาวะขาดสารอาหาร ถ้านึกถึงอาหารที่เหนียวและเคี้ยวยากคืออาหารประเภทเนื้อสัตว์ ซึ่งเนื้อสัตว์จะมีโปรตีนเมื่อเลี่ยงไม่ทานก็จะได้รับโปรตีนน้อยลง เราจึงมองว่าทำอย่างไรให้ผู้บริโภคกลุ่มนี้ได้รับโปรตีนจากเนื้อสัตว์ที่เคี้ยวและกลืนง่าย

ในมุมของวัสดุศาสตร์ โครงสร้างของโปรตีนจากเนื้อสัตว์เป็นเส้นใยอยู่ติดกันหนาแน่นทำให้เคี้ยวยาก เราจึงนำเส้นใยของเนื้อสัตว์มาทำให้มีขนาดเล็กลง แล้วจึงนำมาประกอบรูปใหม่โดยให้มีการเชื่อมต่อระหว่างกันไม่แข็งแรงเท่ากับเนื้อสัตว์จริง เวลาเคี้ยวเส้นใยจะเล็กลงและหลุดออกจากกันได้ง่ายขึ้น ทำให้ได้รับปริมาณโปรตีนใกล้เคียงเดิม

สเต็กเนื้อนุ่มจากเนื้อหมูและเนื้อวัวบดหยาบ (ซ้าย) ผลิตภัณฑ์พร้อมทานจากหมูบดที่เคี้ยวง่ายกลืนง่าย (ขวา)

ถาม : นอกจากกลุ่มผู้สูงอายุแล้วยังมีกลุ่มอื่นที่อยู่ในขอบข่ายการศึกษาพฤติกรรมของผู้บริโภคหรือไม่ครับ?
ตอบ:

นอกจากผู้สูงอายุก็พบว่ากลุ่มที่มีปัญหาการกลืนน่าสนใจมาก เพราะผู้ที่มีปัญหาการกลืนส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจากการทำงานของระบบประสาทที่ผิดเพี้ยนไป ซึ่งสมองคือส่วนที่ควบคุมระบบประสาท

นอกจากผู้สูงอายุที่มีปัญหาการกลืนแล้ว คนที่มีปัญหาเส้นเลือดในสมอง (stroke) เส้นประสาทที่ควบคุมการกลืนก็เสื่อมถอยไปด้วย ปกติการกลืนจะมีฝาปิดกล่องเสียงที่เวลากลืนจะมาปิดหลอดลมทำให้อาหารไหลลงปกติ แต่ถ้าฝาปิดกล่องเสียงมีปัญหาก็จะมีอาหารบางส่วนไหลเข้าสู่หลอดลมทำให้เกิดอาการสำลัก และอาหารที่เข้าไปในหลอดลมจะไปตกค้างที่ปอดทำให้ติดเชื้อเป็นปอดบวมและเกิดอันตรายถึงแก่ชีวิตได้

คนที่มีปัญหาเส้นเลือดในสมองจะไม่ใช่เฉพาะผู้สูงอายุอาจเป็นคนวัยกลางคน จากที่สำรวจมาพบว่าคนที่อายุราว 35 ปีขึ้นไปก็เริ่มพบปัญหาแล้ว สาเหตุหลักคือการใช้ชีวิต เช่น สูบบุหรี่ ดื่มเหล้า ไม่ออกกำลังกาย ทานอาหารที่ไม่ดีต่อสุขภาพจะทำให้เสี่ยงต่อภาวะเส้นเลือดในสมองตีบหรือแตกได้

ถาม : การเลือกกลุ่มเป้าหมายทำอย่างไรครับ?
ตอบ:

ในข้อมูลเบื้องต้นปัญหาที่เกี่ยวกับการบดเคี้ยวจะติดต่อกับทันตแพทย์จากมหาวิทยาลัยมหิดล ส่วนปัญหาการกลืนจะติดต่อกระทรวงสาธารณสุข สถาบันสิรินธรเพื่อการฟื้นฟูสมรรถภาพทางการแพทย์แห่งชาติ ซึ่งจะมีนักกิจกรรมบำบัดที่ช่วยรักษาและฟื้นฟูสมรรถภาพการกลืนให้แก่ผู้ป่วยที่มีปัญหาการกลืนโดยเฉพาะ

ถาม : การเลือกกลุ่มตัวอย่างมีวิธีการอย่างไรเพื่อให้เป็นตัวแทนของภาพใหญ่ที่ใกล้เคียงที่สุด?
ตอบ:

เนื่องจากปัญหาการกลืนเกิดได้จากหลายสาเหตุ เพราะฉะนั้นจะเปิดกว้างให้เป็นกลุ่มตัวอย่างที่เกิดจากสาเหตุของการกลืนอะไรก็ได้ที่มารักษาที่สถาบันสิรินธรเพื่อการฟื้นฟูสมรรถภาพทางการแพทย์แห่งชาติ แต่ปัญหาการกลืนระดับที่เราสนใจจะให้นักกิจกรรมบำบัดเป็นผู้ออกแบบหลักเกณฑ์ในการทดสอบสมรรถภาพการกลืน ถ้าคนที่เข้าเกณฑ์ก็จะเข้าสู่การสำรวจของเรา

ถาม : ข้อมูลที่ได้ถึง ณ ปัจจุบันนำไปสู่งานวิจัยหรือการพัฒนาที่เป็นรูปธรรมหรือยังครับ?
ตอบ:

จากข้อมูลผลสำรวจผู้มีปัญหาด้านการบดเคี้ยวและการกลืน ในแง่ของผู้ที่มีปัญหาการบดเคี้ยวนำไปสู่การออกแบบผลิตภัณฑ์อาหารจากเนื้อสัตว์ที่บดเคี้ยวได้ง่ายกว่าผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ทั่วไป ซึ่งมีการพัฒนาต้นแบบผลิตภัณฑ์แล้ว แม้ส่วนใหญ่ศึกษาในเนื้อหมู แต่วิธีการนี้สามารถนำไปปรับใช้กับเนื้อวัวและเนื้อไก่ได้

ในขณะที่การศึกษาพฤติกรรมผู้บริโภคที่มีปัญหาการกลืน เราได้ออกแบบผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น ผงเพิ่มความข้นหนืด (thickening powder) เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถกลืนน้ำ หรืออาหารเหลวได้อย่างปลอดภัยมากขึ้น บางคนมองว่าน้ำเป็นของเหลวกลืนง่าย แต่อะไรที่กลืนง่ายก็ไหลลงหลอดอาหารได้เร็วเกินไปอาจจะมีน้ำบางส่วนไหลเข้าหลอดลมทำให้สำลักได้ เพราะฉะนั้นผงเพิ่มความข้นหนืดสามารถช่วยให้น้ำไหลเข้าสู่หลอดอาหารได้อย่างเหมาะสม

ถาม : ช่วยยกตัวอย่างว่ามีใครทำงานวิจัยในส่วนไหนบ้างครับ?
ตอบ:

การพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารในด้านการเคี้ยวของผู้สูงอายุจะทำงานร่วมกับดร.นิสภา และผู้ช่วยนักวิจัยเป็นหลัก ส่วนการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับผู้มีปัญหาการกลืนจะทำงานร่วมกับดร.ชัยวุฒิ เป็นหลัก ซึ่งดิฉันก็มีส่วนร่วมในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารทั้ง 2 ส่วนด้วยค่ะ

ถาม : ในช่วง 1 ปีที่ผ่านมาทั่วโลกต้องเผชิญกับโรคระบาดโควิด-19 สถานการณ์นี้มีผลกระทบต่อพฤติกรรมของผู้บริโภคหรือไม่ครับ?
ตอบ:

มีแน่นอนค่ะ เพราะก่อนที่จะเกิดสถานการณ์โควิดผู้คนสามารถเดินทางไปไหนก็ได้ตามต้องการ แต่เมื่อเกิดโรคระบาด ผู้คนโดยเฉพาะที่มีอายุระหว่าง 25-34 ปี ซึ่งเป็นวัยทำงาน เคยออกไปสังสรรค์ หรือไปท่องเที่ยวต้องเก็บตัวทำงานที่บ้าน ทานอาหารในบ้าน และอาจได้รับผลกระทบเรื่องงานด้วยก็เกิดความเครียดได้ (pandemic stress)

น่าสนใจว่าความเครียดจากสถานการณ์โควิดนี้ส่งผลต่อพฤติกรรมการรับประทานอาหาร เพราะความเครียดที่เกิดขึ้นอาจทำให้นอนกัดฟันโดยไม่รู้ตัว เมื่อตื่นนอนจึงรู้สึกปวดฟันและปวดกราม บางรายปวดกรามมากจนไม่สามารถอ้าปากได้เต็มที่ เพราะกล้ามเนื้อที่ควบคุมเกิดการอักเสบ เพราะฉะนั้นจากที่เคยทานอาหารและเคี้ยวได้ก็ไม่สามารถทานได้

อาหารที่เหมาะกับคนกลุ่มนี้ต้องปรับเนื้อสัมผัสให้เหมาะสมเพื่อทำให้เคี้ยวง่ายขึ้น เป็นอาหารอ่อน มีอุณหภูมิเท่าอุณหภูมิห้อง หรือบางคนชอบอาหารประเภทกรุบกรอบที่ต้องเคี้ยวบ้างก็จะทานประเภทกรุบกรอบ เปราะเคี้ยวง่าย แค่แตะนิดเดียวก็แตกหักในปากได้เลย

ถาม : ข้อมูลเกี่ยวกับความเครียดจากสถานการณ์โควิดมาจากต่างประเทศ ในบ้านเรามีการศึกษาในระดับไหนครับ?
ตอบ:

ในบ้านเรามีกล่าวถึงบ้าง ก่อนหน้านี้เคยไปคุยกับทันตแพทย์พบว่ามีกลุ่มผู้ป่วยที่อายุน้อยแต่มีปัญหาการบดเคี้ยวระยะสั้นๆ ในช่วงที่เกิดความเครียดประมาณตั้งแต่ 2 สัปดาห์จนถึง 1 เดือนพอรักษาหายก็สามารถกลับมาเคี้ยวได้เป็นปกติ แต่ในเมืองไทยยังไม่มีรายงานระบุชัดเจนเกี่ยวกับ ความเครียดจากสถานการณ์โควิดโดยตรง ข้อมูลส่วนใหญ่มาจากสหรัฐอเมริกาและยุโรป

ถาม : ผลิตภัณฑ์อาหารเคี้ยวง่ายและกลืนง่ายมีมาตรฐานอุตสาหกรรมในระดับสากลหรือในระดับประเทศกำกับหรือไม่ครับ?
ตอบ:

ในระดับสากลการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับผู้มีปัญหาการบดเคี้ยวและการกลืน จะมีมาตรฐาน IDDSI (International Dysphagia Diet Standardisation Initiative) ซึ่งมาตรฐานนี้เริ่มมีการผลักดันให้นำมาใช้อย่างเป็นสากลทั่วโลกมากยิ่งขึ้น เพราะที่ผ่านมาแต่ละประเทศจะกำหนดมาตรฐานของตัวเองขึ้นมา ปัจจุบันมีการร่วมมือแบบภาคีจากหลายประเทศทั่วโลกพัฒนามาตรฐานอาหารนี้เพื่อให้ผู้ดูแลผู้ป่วยมีวิธีการง่ายๆ ใช้ทดสอบอาหารว่าอยู่ในระดับไหน และเหมาะสมกับความสามารถในการเคี้ยวและการกลืนของผู้ป่วยหรือไม่

ถาม : ผู้ประเมินผู้ป่วยว่าเหมาะสมกับอาหารระดับไหนคือใครครับ?
ตอบ:

คือแพทย์และนักกิจกรรมบำบัดที่มีหลักเกณฑ์เฉพาะ เช่น ให้ผู้ป่วยกลืนน้ำภายใน 5 วินาที เพื่อดูว่ากลืนหมดหรือไม่ แต่บางรายอาจสังเกตเห็นได้ยากจึงต้องมีการประเมินในระดับที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น เช่น ให้กลืนแบเรียมซัลเฟต (barium sulphate) แล้วส่องกล้องเอกซ์เรย์ฟลูออเรสเซนส์ (X-ray fluorescence) จะเห็นวีดิโอการเคลื่อนไหวของแบเรียมซัลเฟตที่อาจหลุดเข้าหลอดลม ซึ่งจะเป็นการพิจารณาในหลักเกณฑ์ที่สูงขึ้น

ถาม : มาตรฐานอุตสาหกรรมนี้มีการประกาศใช้อย่างเป็นทางการในประเทศไทยหรือไม่?
ตอบ:

มาตรฐาน IDDSI น่าจะเป็นมาตรฐานที่ใช้ในระบบสาธารณสุขเป็นหลัก แต่กำลังมีการผลักดันให้ใช้ในระดับอุตสาหกรรมด้วยเช่นกัน ประเทศไทยก็มีส่วนร่วมในการพัฒนามาตรฐานนี้และมีการแปลจากภาษาอังกฤษเป็นภาษาไทยเพื่อให้ผู้ใช้ในประเทศไทยเข้าใจได้ง่ายขึ้น ซึ่งทีมวิจัยเอ็มเทค ดร.ชัยวุฒิ และ ดร.อศิรา ก็มีส่วนร่วมในการปรับใช้มาตรฐานนี้ด้วยเช่นกัน

ถาม : ในอนาคตอันใกล้ การวิจัยจะมีอะไรที่ต่อยอดจากข้อมูลที่ได้สำรวจพฤติกรรมผู้บริโภคครับ?
ตอบ:

จากการศึกษาพฤติกรรมผู้บริโภคสามารถนำไปออกแบบผลิตภัณฑ์ ซึ่งผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ที่บดเคี้ยวง่ายเตรียมพร้อมสำหรับการถ่ายทอดเทคโนโลยี และมีการพยายามผลิตในขนาดที่ใหญ่ขึ้นเพื่อรองรับการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม ส่วนเรื่องการกลืนได้ร่วมมือกับบริษัทเอกชนพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่น่าจะวางขายเชิงพาณิชย์ในเร็ววันนี้

ถาม : หากมีผู้สนใจหลายรายยังมีมิติอื่นๆ ที่สามารถรับการถ่ายทอดเทคโนโลยีได้ไหมครับ?
ตอบ:

ได้ค่ะ เพราะเราสามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้กับเนื้อสัตว์ที่หลากหลาย อีกทั้งสามารถปรับให้เป็นเมนู หรือรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่บริษัทสนใจได้ค่ะ

ทั้งหมดนี้คืออนาคตที่กำลังจะเกิดขึ้น คุณผู้ฟังที่อาจมีผู้สูงอายุในครอบครัวก็น่าจะมีโอกาสได้รับประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหารพัฒนาขึ้น ครั้งนี้ขอขอบคุณ ดร.ศิริกาญจน์ ที่ให้เกียรติมาร่วมรายการและให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ครับ

ผู้ที่สนใจรายการนี้ในรูปแบบพอดแคสต์ (podcast) สามารถรับฟังได้ที่

Facebook Twitter Line

The post เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหารกับพฤติกรรมผู้บริโภค appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]> เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร https://www.mtec.or.th/post-knowledges-48924/ Wed, 12 May 2021 08:37:14 +0000 http://10.228.23.44:38014/?p=12807 บทสัมภาษณ์จากรายการก่อ กอง science ครั้งนี้ขอชวนคุณผู้อ่านมาเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร ซึ่งผู้ที่จะให้ความรู้เป็นหัวหน้าทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหาร...

The post เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร

สัมภาษณ์โดย ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ
ถอดบทสัมภาษณ์โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

รายการก่อ กอง science ครั้งนี้จะชวนคุยเกี่ยวกับเทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร ผู้ที่จะให้ความรู้กับคุณผู้อ่านเป็นหัวหน้าทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหาร กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโพลิเมอร์ขั้นสูงของเอ็มเทค ดร.นิสภา ศีตะปันย์

ถาม : ปัจจุบันเอ็มเทคมีการศึกษาวิจัยด้านอาหาร ซึ่งอาจทำให้คนภายนอกแปลกใจเพราะคำว่า ‘วัสดุ’ ชวนให้นึกถึงโลหะ เซรามิก พลาสติก ยาง อยากให้เล่าว่างานวิจัยด้านวัสดุศาสตร์อาหารมีจุดเริ่มต้นมาอย่างไรครับ?
ตอบ:

เนื่องจากผู้บริหารเห็นความสำคัญของอุตสาหกรรมอาหารในประเทศไทย และมีแนวคิดว่าสมบัติการไหลหรือการเสียสภาพของอาหารมีความสำคัญ ทั้งยังส่งผลต่อเนื้อสัมผัสในแง่ความพึงพอใจของผู้บริโภค รวมถึงกระบวนการผลิตด้วย

ผู้บริหารจึงได้รวบรวมนักวิจัยที่มีความรู้ด้านรีโอโลยี (rheology) และกลศาสตร์ (mechanics) โดยปรับงานวิจัยจากที่เน้นวัสดุโพลิเมอร์ไปเป็นอาหาร เอ็มเทคมีนักวิจัยที่ทำในช่วงเริ่มต้นจำนวน 4 คน ได้แก่ ดิฉัน ดร.อศิรา เฟื่องฟูชาติ ดร.ภาวดี เมธะคานนท์ และ ดร.ชัยวุฒิ กมลพิลาส

ถาม : เมื่อจัดตั้งกลุ่มขึ้นมาแล้วก็ต้องมีทิศทางของงานวิจัย อยากทราบวิธีคิดในตอนนั้นว่ามองอนาคตเรื่องอาหารไว้อย่างไร และจะใช้ความรู้ด้านวัสดุศาสตร์มาประยุกต์ใช้ในแง่มุมไหนบ้างครับ?
ตอบ:

ตอนนั้นเราตระหนักถึงแนวโน้มการบริโภคของผู้บริโภค ซึ่งเกือบ 20 ปีมาแล้วที่ผู้บริโภคให้ความสำคัญกับการบริโภคอาหารเพื่อสุขภาพ เช่น อาหารไขมันต่ำ เกลือต่ำ น้ำตาลต่ำ แต่ผู้บริโภคส่วนใหญ่จะรู้สึกว่าอาหารเพื่อสุขภาพไม่อร่อย เราจึงพยายามผลิตอาหารเพื่อสุขภาพให้มีเนื้อสัมผัสคล้ายกับอาหารปกติ ดังนั้น โครงการแรกๆ ที่เราวิจัยจึงเป็นอาหารประเภทปราศจากไขมันและโปรตีนกลูเตน

สำหรับอาหารไขมันต่ำเมื่อถูกดึงไขมันออก โดยเฉพาะไขมันสัตว์ที่มีคอเลสเตอรอลและไขมันอิ่มตัวค่อนข้างสูง เราต้องแทนที่ด้วยวัตถุดิบอื่นหรือองค์ประกอบอื่นที่มีสมบัติทดแทนไขมันได้ เช่น เสียสภาพได้ง่ายเมื่ออยู่ในปาก กักเก็บความชื้นได้ดี และให้ความรู้สึกสัมผัสนุ่มเมื่ออยู่ในปาก

ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ปราศจากกลูเตน เมื่อดึงกลูเตนออกจากผลิตภัณฑ์ประเภทแป้งสาลี เราก็จะต้องทดแทนวัตถุดิบอื่นหรือองค์ประกอบอื่นที่มีลักษณะหรือหน้าที่คล้ายกับโปรตีนกลูเตนที่มีโครงสร้างเป็น 3 มิติ เพื่อให้ลักษณะทางกายภาพของผลิตภัณฑ์และความรู้สึกในปากหรือการทดสอบการชิมมีลักษณะคล้ายคลึงกับผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมมากที่สุด

ถาม : คำว่า “ไส้กรอกไขมันต่ำ” สามารถระบุเป็นตัวเลขได้ไหมครับว่าแค่ไหนถึงเรียกว่าไขมันต่ำ?
ตอบ:

ตามฉลากโภชนาการของกระทรวงสาธารณสุขกำหนดไว้ว่า ผลิตภัณฑ์ไขมันต่ำต้องมีปริมาณไขมันทั้งหมดไม่เกิน 3 กรัมต่อหนึ่งหน่วยบริโภคอ้างอิง กรณีไส้กรอกไขมันต่ำ หนึ่งหน่วยบริโภคอ้างอิงเท่ากับ 55 กรัม แสดงว่าไส้กรอก 55 กรัม ต้องมีไขมันไม่เกิน 3 กรัม หรือคิดเป็น 5.45%

ไส้กรอกแฟรงเฟอร์เตอร์หมูมีไขมันต่ำกว่า 4 เท่า แต่ยังให้เนื้อสัมผัสที่ดีใกล้เคียงกับไส้กรอกสูตรเดิมที่มีไขมันสูงถึง 20%
จัดเป็นผลิตภัณฑ์ไขมันต่ำ

ถาม : วัตถุดิบอื่นที่ไปทดแทนไขมันให้ความรู้สึกใกล้เคียงกับไขมันหรือไม่ครับ?
ตอบ:

จริงๆ ก็ไม่เหมือนไขมันเสียทีเดียวค่ะ เพราะไขมันเป็นแหล่งของกลิ่นและรสชาติ (flavor) เนื่องจากกลิ่นและรสชาติที่ใส่ในไส้กรอกบางครั้งก็เป็นชนิดที่ละลายในไขมัน (oil soluble) จึงอาจไม่เหมือนเดิมเท่าไหร่ แต่สิ่งที่เราทำในห้องปฏิบัติการคือ ปรับเปลี่ยนกระบวนการและองค์ประกอบที่ใช้ทดแทนไขมันเพื่อให้ได้ทั้งเนื้อสัมผัสและรสสัมผัสในปากใกล้เคียงมากที่สุด เนื่องจากไขมันช่วยเพิ่มความฉ่ำน้ำ (juiciness) ดังนั้นตัวที่เราใช้ก็จะช่วยเพิ่มความชุ่มฉ่ำน้ำให้แก่ผลิตภัณฑ์ด้วยค่ะ

ถาม : อุตสาหกรรมจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนเครื่องจักรกลที่ใช้ในกระบวนการหรือไม่ครับ?
ตอบ:

ในกรณีนี้ ไม่ค่ะ ในการทำงานร่วมกับบริษัทเอกชน สิ่งหนึ่งที่เราให้ความสำคัญคือ บริษัทต้องสามารถใช้เครื่องจักรที่มีอยู่เดิมในโรงงานได้ จะได้ไม่ต้องลงทุนซื้อเครื่องจักรใหม่ สิ่งที่เราทำคือการออกสูตรและการปรับเปลี่ยนกระบวนการ

ถาม : การแพ้กลูเตนเป็นปัญหาใหญ่ของคนตะวันตก สำหรับคนไทยประเด็นนี้เป็นปัญหาไหมครับ?
ตอบ:

เข้าใจว่าคนไทยไม่ได้บริโภคข้าวสาลีมากนัก แต่จะเน้นไปที่ข้าวเจ้ามากกว่า จึงยังไม่มีใครรู้ว่าเราแพ้เพราะอะไร หรืออาจไม่แพ้เพราะยังบริโภคในปริมาณน้อย แต่มีข้อมูลจากต่างประเทศว่ากลูเตนก่อให้เกิดอาการแพ้ การที่เรามุ่งที่ประเด็นนี้เพราะเป็นโจทย์วิจัยของบริษัทเอกชนที่ต้องการส่งออกแป้งสำเร็จรูป (premix) ที่ปราศจากกลูเตนไปต่างประเทศ ประกอบกับในระยะหลังคนไทยไปตรวจการแพ้กลูเตนมากขึ้นเมื่อเทียบกับสมัยก่อน บางครั้งเราก็จะเห็นจากเฟสบุ๊กหรืออินเทอร์เน็ตว่ามีคนแพ้กลูเตน

ถาม : ถ้าใช้แป้งสาลีปราศจากกลูเตนทำขนมปังหรือครัวซองต์ผลที่ได้เป็นอย่างไรครับ?
ตอบ:

ลักษณะทางกายภาพจะเสียไปเพราะกลูเตนมีโครงสร้าง 3 มิติที่ให้ความยืดหยุ่น เช่น เวลาทำโด (dough) ขนมปัง ถ้าไม่มีกลูเตนเราจะไม่สามารถทำเป็นก้อนโดที่ดึงยืดได้ ไม่สามารถรีดเป็นแผ่นบางๆ ได้

โครงสร้างของขนมปังทั่วไปเทียบกับขนมปังปราศจากกลูเตน และลักษณะของขนมปังปราศจากกลูเตนที่ทำจากแป้งข้าว

เราจะเห็นครัวซองต์ปกติเป็นชั้นๆ เพราะขั้นตอนการทำต้องรีดโดให้เป็นแผ่นบางๆ จากนั้นทาเนย พับ และทำซ้ำเช่นเดิมอีกหลายครั้งก่อนจะนำแป้งโดไปหมักเพื่อให้แป้งแต่ละชั้นขึ้นฟู เมื่อนำไปอบ แป้งแต่ละชั้นก็จะไม่ติดกันเพราะเราทาเนยระหว่างชั้นไว้ ครัวซองต์ที่ได้จะฟูและคงรูป แต่ถ้าไม่มีกลูเตนก็จะทำแบบนี้ไม่ได้ เพราะเสียสภาพวิสโคอี-ลาสติก (viscoelasticity)

ถาม : วัตถุดิบที่ใช้แทนกลูเตนทำหน้าที่อะไรเพื่อทำให้ครัวซองต์มีลักษณะเดิม?
ตอบ:

กรณีขนมปังหรือครัวซองต์ ต้องหมักโดก่อนนำไปอบ ดังนั้นวัตถุดิบที่ใส่แทนกลูเตนต้องมีสมบัติวิสโคอีลาสติก เพื่อทำให้โดดึงยืดได้ รีดได้ และคงรูปเพื่อกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการที่ยีสต์กินน้ำตาลในกระบวนการหมัก และเมื่อนำไปอบก็ต้องทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 180 องศาเซลเซียสเพื่อไม่ให้โดเกิดการยุบตัว ดังนั้น เวลาที่เติมวัตถุดิบที่มาแทนกลูเตนก็ต้องตระหนักว่า วัตถุดิบแต่ละตัวเหมาะกับกระบวนการไหน ซึ่งบางทีก็จะใส่หลายตัวเป็นส่วนผสมเพื่อให้ช่วยกัน แต่เรามักใช้วัตถุดิบทดแทนที่มาจากธรรมชาติที่เป็นวัตถุดิบเกรดสำหรับอาหาร (food grade) ที่มีวางจำหน่ายอยู่แล้ว

ลักษณะของครัวซองต์

ถาม : ช่วยอธิบายความแตกต่างของคำต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับแป้งด้วยครับ?
ตอบ:

อะไรก็ตามที่มีลักษณะเป็นผงที่มาจากการนำเมล็ดธัญพืช ถั่วเมล็ดแห้ง (legume) หรือซีเรียลมาบดให้เป็นผงแป้ง ในศาสตร์อาหารเรียกว่า ฟลาว (flour) ซึ่งมีองค์ประกอบหลายอย่างรวมกัน เช่น ไฟเบอร์ สตาร์ช โปรตีน เถ้า ไขมัน แต่เมื่อนำฟลาวมาสกัดส่วนที่เป็นคาร์โบไฮเดรตออกมาเรียกว่า สตาร์ช (starch)

ส่วนอะไรที่มีลักษณะเป็นก้อนปั้นได้เหมือนดินน้ำมันเรียกว่า โด (dough) ในการทำขนมปังหรือครัวซองต์จะใช้ ฟลาวและส่วนประกอบอื่นๆ มาผสมกับน้ำและนวดจนเป็นก้อน ในขนมปังทั่วไปที่เกิดเป็นก้อนได้เพราะมีโปรตีนกลูเตน เมื่อเติมน้ำและใช้แรงเฉือนหรือผ่านการนวดผสมโปรตีน 2 ชนิดจะฟอร์มตัวเป็นกลูเตนที่มีโครงสร้าง 3 มิติ โดที่ได้จึงมีความยืดหยุ่นหรือมีสมบัติวิสโคอีลาสติก

ในขณะที่การนำฟลาวหรือสตาร์ชที่ไม่มีกลูเตนเป็นองค์ประกอบมาผสมน้ำแต่ส่วนผสมไม่สามารถฟอร์มเป็นก้อนได้ ปั้นไม่ได้ และไม่คงรูปจะเรียกว่า แบทเทอร์ (batter) ยกตัวอย่างน้ำแป้งที่ใช้ทำราดหน้า ถ้านำแป้งข้าวโพดหรือแป้งมันสำปะหลังมาเติมน้ำในระดับหนึ่ง เมื่อกวนจะได้แป้งที่อาจข้นแต่ยังไหลได้

ถาม : งานวิจัยเรื่องหมูนุ่มที่ทำในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมานี้มีที่มาอย่างไรครับ?
ตอบ:

ในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมา มีผู้สูงอายุที่มีอายุเกิน 60 หรือ 65 ปีจำนวนมากขึ้น ในขณะเดียวกันอัตราการเกิดลดลง สังคมเราจึงอยู่กับผู้สูงอายุในสัดส่วนที่สูงขึ้น

ผู้สูงอายุมักมีปัญหาในการบริโภคอันเนื่องมาจากความเสื่อมถอยของอวัยวะกล้ามเนื้อในช่องปากและฟัน ทำให้ไม่สามารถบริโภคอาหารที่เหนียวและแข็งได้ จึงพยายามหลึกเลี่ยงโดยเฉพาะเนื้อสัตว์ที่เคี้ยวค่อนข้างยาก บางครั้งก็เลือกบริโภคปลา แต่แม้ว่าปลาจะดีอยู่แล้ว ก็น่าจะมีทางเลือกอื่นด้วย

การที่ผู้สูงอายุเลี่ยงบริโภคเนื้อหมูและเนื้อวัวเพราะมีเส้นใยเหนียว เราจึงคิดว่าทำไมไม่ทำเนื้อสัตว์จากเนื้อหมูที่มีเนื้อสัมผัสนุ่ม เราพบว่าผู้บริโภคสูงวัย ถ้าบริโภคเนื้อหมูจะปั่นจนเละและเติมน้ำไปเยอะๆ เป็นพูเร (puree) หน้าตาไม่ค่อยน่ารับประทานนักทำให้หมดความอยากอาหาร

ถ้าเราทำเนื้อหมูให้มีลักษณะนุ่มในระดับใช้ฟันหรือเหงือกเคี้ยวได้และกลืนได้ โดยที่เวลากลืนไม่สากคอ ในขณะเดียวกันอาหารที่เตรียมจากเนื้อหมู ถ้ายังคงรูปลักษณ์เป็นชิ้นก็ยิ่งเพิ่มความอยากรับประทานอาหาร ทำให้บริโภคได้มากขึ้นกว่าเดิม

สเต๊กเนื้อนุ่มจากเนื้อหมูหรือเนื้อวัวบดหยาบ

การที่เราเน้นโปรตีนเพราะร่างกายผู้สูงอายุผลิตกล้ามเนื้อได้น้อยลงทำให้กล้ามเนื้อลีบ แต่แทนที่จะบริโภคโปรตีนเป็นอาหารเสริมแบบละลายน้ำดื่มจึงเสนอเป็นเมนูหลักแบบโปรตีนนุ่มที่มีหน้าตาเหมือนอาหารปกติ

ถาม : ดร.นิสภา มีแนวทางบริหารทีมวิจัยอย่างไรครับ?
ตอบ:

ถ้าเป็นผู้ช่วยนักวิจัยก็จะให้เขาทำงานในส่วนที่มีความเชี่ยวชาญ มีประสบการณ์ เช่น ถ้าจบวัสดุศาสตร์ สาขาโพลิเมอร์ หรือ กระบวนการขึ้นรูปโพลิเมอร์ (polymer processing) ก็จะให้ทำด้านการวิเคราะห์และการแปรรูปอาหาร (food processing) หากจบด้านอาหารโดยตรง หรือด้านการพัฒนาสินค้า (product development) ก็ให้ช่วยให้คำปรึกษาเกี่ยวกับการใช้สารทดแทนอาหาร หรือการออกแบบผลิตภัณฑ์ต้นแบบ โดยจะมอบหมายงานให้ตรงกับความชำนาญ แต่ในขณะเดียวกันก็สอนในศาสตร์ใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับห้องปฏิบัติการด้วยเพื่อให้มีความรู้เพิ่มมากขึ้นและสอดคล้องกับงานวิจัยของเรา

ส่วนงานวิจัยในอนาคตจะมุ่งไปในทิศทางใดก็จะปรึกษากับนักวิจัยในทีม ซึ่งส่วนใหญ่ก็จะดูแนวโน้มผู้บริโภคของโลกว่าไปในแนวไหนด้วย

ตอนทำอาหารสำหรับผู้สูงอายุ เราได้สำรวจตลาดโดยไปคุยกับผู้ดูแลที่โรงพยาบาลหรือสถานดูแลผู้สูงอายุ อาจารย์แพทย์ที่ทำงานด้านอาหาร รวมถึงนักวิจัยภายนอกองค์กรด้วยเพื่อให้ทราบมุมมอง ทำให้มีข้อมูลของผู้สูงอายุพอสมควร รู้ว่าต้องดูแลอย่างไร บริโภคแบบไหน และอาหารที่ต้องการบริโภคเป็นอย่างไร ขณะเดียวกันก็คุยกับผู้ประกอบการหรือบริษัทเอกชนที่ผลิตอาหารด้วย

ถาม : ทีมวิจัยมีวิธีการอัปเดตความรู้ที่ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วอย่างไรครับ?
ตอบ:

ส่วนใหญ่เน้นที่การร่วมสัมมนา ไม่ว่าจะเป็นแบบออนไลน์หรือเดินทางไปทั้งในและต่างประเทศ ขณะเดียวกันก็พยายามหาความรู้จากวารสารและนิตยสารต่างๆ ดูแนวโน้มการบริโภค แล้วดูว่าเรามีความพร้อม สามารถเริ่มงานวิจัยตามแนวโน้มนั้นได้หรือยัง

ถาม : เกี่ยวกับโมเดลจำลองการศึกษากระบวนการย่อยในระบบทางเดินอาหาร (simulated gut model) ในปัจจุบันมีความก้าวหน้าอย่างไร?
ตอบ:

ตอนนี้โมเดลจำลองการศึกษากระบวนการย่อยในระบบทางเดินอาหารมาถึง สวทช.แล้ว แต่ด้วยสถานการณ์โควิด-19 จึงยังไม่สามารถติดตั้งได้ เนื่องจากต้องรอผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศเข้ามาติดตั้ง รวมถึงอบรมการใช้งาน ช่วงนี้นักวิจัยจึงหาข้อมูลวิจัยเพื่อเตรียมร่างข้อเสนอโครงการรองรับการทำงานวิจัยทางด้านนี้

งานวิจัยที่จะดำเนินการจะเน้นที่ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพที่เราเตรียมขึ้น บางครั้งการเติมสารสำคัญลงไปหรือปรับเนื้อสัมผัสของอาหาร เมื่อเข้าไปในโมเดลจำลองการศึกษากระบวนการย่อยในระบบทางเดินอาหารจะย่อยง่าย และดูดซึมได้ดีหรือไม่

อย่างเช่น เนื้อหมูปกติเมื่อผ่านการเคี้ยวในช่องปากอย่างละเอียดแล้ว เมื่อเทียบกับหมูนุ่มที่ผ่านการบดเคี้ยวแล้วจะย่อยและถูกดูดซึมในกระบวนการย่อยในระบบทางเดินอาหารได้เหมือนกันหรือไม่ ผลการทดลองที่ได้สามารถใช้เป็นข้อมูลเพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ที่เติมสารสำคัญนี้สามารถดูดซึมได้และเป็นประโยชน์ต่อร่างกายจริงๆ

digestion-2

การศึกษาและเข้าใจกลไกการย่อยอาหารโดยบูรณาการศาสตร์ด้านสมบัติเชิงกล สมบัติรีโอโลยี และไทรโบโลจีสำหรับการบดเคี้ยว
และย่อยอาหารในช่องปาก และเทคโนโลยีระบบจำลองการย่อยอาหารโดยใช้เครื่อง tiny-TIMagc และ TIM-2
สำหรับการย่อยและดูดซึมอาหารในอวัยวะทางเดินอาหารตอนบนและตอนล่าง ตามลำดับ

ถาม : มองอนาคตสถานภาพองค์ความรู้ของทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหารในอีก 5 ปีข้างหน้าไว้อย่างไรครับ ?
ตอบ:

ขณะนี้เราพยายามทำงานให้ครบวงจร คือผลิตอาหารเพื่อสุขภาพที่มีหน้าตาคล้ายคลึงกับอาหารดั้งเดิม สามารถเคี้ยวและกลืนง่ายโดยที่ไม่สำลัก โดยมุ่งไปที่ผู้บริโภคที่มีภาวะกลืนลำบาก

นอกจากนี้จะศึกษากระบวนการย่อยในระบบทางเดินอาหารเพื่อทำให้มั่นใจว่า อาหารที่เราเตรียมตั้งแต่แรก นอกจากมีเนื้อสัมผัสดี ลักษณะปรากฏที่ดี กลืนง่าย มีความปลอดภัยแล้ว ยังสามารถย่อยได้ง่ายและสารสำคัญถูกดูดซึมได้ในระบบทางเดินอาหารของร่างกาย ซึ่งคุ้มค่ากับเงินที่ผู้บริโภคซื้อไป

ขณะนี้ผู้บริโภคมีแนวโน้มบริโภคอาหารทางเลือกที่ไม่ใช่อาหารจากเนื้อสัตว์ เนื่องจากมีความตระหนักทั้งในเรื่องสิ่งแวดล้อมที่มีการปล่อยแก๊สเรือนกระจก หรือโรคต่างๆ ที่เกิดขึ้นในสัตว์ เราจึงเริ่มศึกษาการผลิตอาหารเพื่อทดแทนเนื้อสัตว์ โดยเน้นไปที่โปรตีนพืชค่ะ

ผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อทดแทนเนื้อไก่จากโปรตีนถั่วเหลืองก่อนปรุง

เมนูต่างๆ ที่ปรุงจากผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อทดแทนเนื้อไก่จากโปรตีนถั่วเหลือง

จากการได้พูดคุยกับ ดร.นิสภา จะเห็นว่ามีมิติการศึกษาที่หลากหลายทั้งในแง่วิทยาศาสตร์ การตลาด ทิศทางของโลก ทั้งนี้ก็เพื่อตอบโจทย์สุขภาพของผู้บริโภคโดยเฉพาะคนไทย หากมองกว้างกว่านี้ก็เป็นอาหารโลกได้ด้วย ประเด็นสังคมผู้สูงอายุก็มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมาก เพราะประเทศเราเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุโดยสมบูรณ์แล้ว ทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหารได้วิจัยพัฒนาเพื่อตอบโจทย์อย่างเข้มแข็ง

ขอขอบคุณ ดร.นิสภาที่ให้เกียรติมาร่วมรายการกับเรา โอกาสหน้าจะขอเชิญมาอัปเดตข้อมูลงานวิจัยใหม่ๆ ทิศทางการศึกษาที่เกิดขึ้นจากทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหารครับ

ผู้ที่สนใจรายการนี้ในรูปแบบพอดแคสต์ (podcast) สามารถรับฟังได้ที่

Facebook Twitter Line

The post เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]> เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ https://www.mtec.or.th/post-knowledges-47282/ Mon, 05 Apr 2021 09:04:56 +0000 http://10.228.23.44:38014/?p=12872 แบตเตอรี่เข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันมากขึ้น เพราะเป็นแหล่งพลังงานให้แก่อุปกรณ์ไฟฟ้าหลากหลายชนิด แล้วเรารู้จักแบตเตอรี่มากน้อยเพียงใด บทความนี้นำเสนอเรื่องราวเกี่ยวกับแบตเตอรี่ในแง่มุมต่างๆ...

The post เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่

ดร.อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ, ดร.ธัญญา แพรวพิพัฒน์, ดร.จิราวรรณ มงคลธนทรรศ, ดร.เปรียว เอี่ยมละมัย,
ดร.ณัฐนัย คุณานุสนธิ์ และ ดร.พิมพา ลิ้มทองกุล

ทีมวิจัยเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงาน กลุ่มวิจัยนวัตกรรมพลังงาน
ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ

ภาพรวม

ถาม : แบตเตอรี่ที่ใช้งานในปัจจุบันมีกี่ประเภท และการใช้งานต่างกันเช่นใดบ้าง?
ตอบ:

แบตเตอรี่แบ่งเป็น 2 ประเภทหลัก คือ

1) แบตเตอรี่แบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง หรือ แบตเตอรี่ชนิดปฐมภูมิ (primary batteries)

2) แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟใหม่ได้ หรือ แบตเตอรี่ชนิดทุติยภูมิ (rechargeable batteries)

แบตเตอรี่แบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง เมื่อปฏิกิริยาเคมีเกิดไปบ้างแล้ว (ปฏิกิริยารีดักชันที่ขั้วบวกและปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ขั้วลบ) จะไม่สามารถเกิดย้อนกลับได้จึงใช้ได้เพียงครั้งเดียว ส่วนแบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟใหม่ได้ ปฏิกิริยาเคมีดังกล่าวจะเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่จ่ายกระแสไฟฟ้า (ดิสชาร์จแบตเตอรี่) และสามารถย้อนกลับได้เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แบตเตอรี่ (ชาร์จแบตเตอรี่) แบตเตอรี่ชนิดนี้จึงสามารถใช้งานและชาร์จใหม่ได้หลายครั้ง

ถาม : แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟใหม่ได้ ที่ใช้งานในปัจจุบันมีกี่ประเภท และการใช้งานต่างกันเช่นใดบ้าง?
ตอบ:

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟใหม่ได้มีหลายสิบชนิด มีทั้งขนาดเล็กจิ๋ว บางเฉียบเท่าเส้นผม หรือใหญ่กว่ารถบรรทุก แต่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระดับการค้านั้นมีอยู่ไม่เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น เช่น แบตเตอรี่กรดตะกั่ว แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน แบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ และแบตเตอรี่ที่มีการไหลของส่วนเก็บพลังงาน ดังแสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 แบตเตอรี่ที่ใช้งานในปัจจุบัน

ถาม : แนวทางของการพัฒนาแบตเตอรี่แต่ละประเภทในอนาคตจะเป็นอย่างไร ?
ตอบ:

โดยทั่วไปแล้ว แนวทางในการพัฒนาแบตเตอรี่ คือ ต้องการแบตเตอรี่ที่มีพลังงานไฟฟ้าต่อน้ำหนักหรือปริมาตรสูงขึ้น กำลังไฟฟ้าต่อน้ำหนักหรือปริมาตรสูงขึ้น ราคาต่ำลง และมีความปลอดภัยสูงมากขึ้น จากกราฟในรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าทิศทางแนวโน้มของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ได้มีการพัฒนาไปในทางที่มีพลังงานไฟฟ้าหรือกำลังไฟฟ้ามากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ แบตเตอรี่ลิเทียม-แอร์ แบตเตอรี่สังกะสี แบตเตอรี่อะลูมิเนียม และแบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออนแบบของแข็ง [1]

นอกจากนี้ แนวทางพัฒนายังรวมถึงการปรับปรุงวัสดุ เช่น วัสดุขั้วบวก วัสดุขั้วลบ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้งานในปัจจุบันมีพลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น พร้อมทั้งสามารถใช้งานที่ช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้นได้อีกด้วย

รูปที่ 1 พลังงานไฟฟ้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ใช้งานในปัจจุบันและแบตเตอรี่ที่อยู่ในช่วงพัฒนา

การใช้งาน

ถาม : การใช้มือถือในขณะที่กำลังชาร์จแบตเตอรี่เหมาะสมหรือไม่ เพราะเหตุใด?
ตอบ:

การใช้มือถือในขณะที่กำลังชาร์จสามารถทำได้แต่ไม่เหมาะสมนัก เนื่องจากเหตุผลเรื่องความปลอดภัย [2] การใช้มือถือขณะชาร์จจากไฟบ้านหรือไฟ 220 โวลต์อาจเกิดอันตรายจากไฟฟ้าดูดหรือรั่วได้ อย่างไรก็ตามอันตรายนี้ไม่ได้เกิดจากมือถือหรือแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น อุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้านก็มีโอกาสเกิดไฟรั่วได้ทั้งนั้นขึ้นกับคุณภาพของอุปกรณ์นั้นๆ และมาตรการป้องกัน

สาเหตุที่ทำให้ผู้ใช้มือถือขณะชาร์จถูกไฟฟ้าดูดอาจเกิดได้จาก

  1. หัวชาร์จชำรุดหรือไม่ได้คุณภาพ หัวชาร์จ (adapter) มีหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงระดับแรงดันไม่เกิน 5 โวลต์ อีกทั้งยังกันไฟฟ้า 220 โวลต์ไม่ให้ส่งถึงผู้ใช้งานได้ แต่ถ้าหัวชาร์จชำรุดหรือไม่ได้คุณภาพทำให้ไฟฟ้ารั่ว และเมื่อผู้ใช้ไปสัมผัสอาจเกิดอันตรายได
  2. สายชาร์จไม่ได้คุณภาพ เมื่อใช้งานไประยะหนึ่งและเกิดการชำรุดฉีกขาดอาจเสี่ยงต่อการลุกไหม้ หรือเมื่อผู้ใช้มือถือสัมผัสสายชาร์จขณะใช้งานก็อาจเกิดอันตรายจากไฟรั่วได้

ดังนั้นการใช้มือถือขณะชาร์จอาจไม่ปลอดภัย จึงควรหลีกเลี่ยง หากจำเป็นต้องชาร์จขณะใช้งานอาจพิจารณาใช้แบตเตอรี่สำรอง (power bank) ชาร์จแบตเตอรี่มือถือแทน

นอกจากนี้ การใช้มือถือในขณะที่กำลังชาร์จแบตเตอรี่อาจมีผลต่ออายุการใช้งานได้จากความร้อนที่เกิดขึ้นด้วย เนื่องจากเมื่อชาร์จแบตเตอรี่จะมีความร้อนเกิดขึ้น และเมื่อใช้งานขณะชาร์จก็จะทำให้เกิดความร้อนมากกว่าปกติ ซึ่งความร้อนที่เกิดขึ้นจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วขึ้น ดังนั้นหากต้องการถนอมแบตเตอรี่จึงไม่ควรใช้แบตเตอรี่ขณะชาร์จไฟ

ถาม : การชาร์จแบตเตอรี่บ่อยๆ หรือชาร์จเมื่อแบตฯหมด หรือชาร์จข้ามคืน ส่งผลอย่างไรต่ออายุการใช้งาน และควรชาร์จอย่างไรจึงเป็นการถนอมแบตเตอรี่?
ตอบ:

หากเป็นแบตเตอรี่กรดตะกั่วควรดูแลให้แบตเตอรี่อยู่ในสถานะที่เต็มอยู่เสมอ

สำหรับแบตเตอรี่ประเภทนิกเกิลแคดเมียม หรือนิกเกิลเมทัลไฮไดร์ดไม่ควรชาร์จแบตฯ บ่อยนัก ควรใช้ให้ใกล้หมดแล้วค่อยชาร์จ แต่ควรดูแลแบตเตอรี่ให้ชาร์จเต็มอยู่สม่ำเสมอ

สำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน อุปกรณ์สำหรับชาร์จแบตฯ จะชาร์จด้วยกระแสไฟฟ้าที่กำหนดด้วยค่าคงที่ และในบางอุปกรณ์ชาร์จเมื่อแบตเตอรี่ใกล้เต็ม (>80-90%) อุปกรณ์ควบคุมจะลดกระแสไฟฟ้าด้วยการชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่จนแบตเตอรี่เต็ม ในทางทฤษฎีช่วงการทำงานที่เหมาะสมที่ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคือ 20-80% ดังนั้น หากต้องการยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสามารถปฏิบัติดังนี้

  • ไม่ควรใช้แบตเตอรี่จนหมด เพราะจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็วขึ้น
  • การชาร์จแบตเตอรี่ทิ้งไว้ข้ามคืนจะมีผลต่ออายุการใช้งานบ้างเล็กน้อยถึงน้อยมาก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และระบบในการชาร์จ
  • การชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มแล้วทิ้งไว้เป็นระยะเวลานานโดยไม่ใช้งานจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็วขึ้น ดังนั้น ถ้าไม่ได้ใช้งานเป็นระยะเวลานานควรชาร์จแบตเตอรี่ไว้เพียงครึ่งเดียว แต่ถ้าใช้งานเป็นประจำสามารถชาร์จแบตฯ ให้เต็มได้ แต่ควรใช้และชาร์จแบตเตอรี่สลับไปมาอย่างเหมาะสม โดยไม่จำเป็นต้องให้แบตเตอรี่อยู่ในสถานะที่เต็มอยู่ตลอดเวลา
  • ไม่ควรชาร์จแบตฯ และใช้งานพร้อมกัน

ปัจจัยที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่คือ อุณหภูมิ กระแส และแรงดันในการชาร์จ ดังนั้นการชาร์จแบตเตอรี่ให้ปลอดภัย และถนอมแบตเตอรี่มีข้อแนะนำดังนี้

  • เลือกใช้อุปกรณ์ชาร์จให้เหมาะสมกับแบตเตอรี่ โดยเลือกใช้อุปกรณ์ชาร์จที่ได้รับการรับรองว่าใช้กับอุปกรณ์นั้นๆ โดยเฉพา
  • ไม่ควรใช้อุปกรณ์ที่ห่อหุ้ม (เช่น เคสมือถือ) ที่ไม่สามารถระบายความร้อนได้ หรือหากจะใช้ควรเลือกใช้อุปกรณ์ห่อหุ้มที่สามารถระบายความร้อนได้บ้าง และไม่ควรวางอุปกรณ์พร้อมแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จในพื้นที่ปิดหรือไม่มีการระบายความร้อน เช่น ใต้หมอน ใต้ผ้าห่ม ฯลฯ
  • ไม่ชาร์จแบตเตอรี่ในสถานที่ที่มีความร้อนสูง เช่น ชาร์จทิ้งไว้กลางแดด

ถาม : สัญญาณที่บ่งชี้ว่าแบตเตอรี่เริ่มเสื่อมมีอะไรบ้าง?
ตอบ:

  • จำนวนชั่วโมงในการใช้งานลดลง: การเสื่อมของแบตเตอรี่หมายถึงความจุของแบตเตอรี่ลดลง พลังงานที่สามารถใช้งานได้ต่อการชาร์จแบตเตอรี่เต็มน้อยลง สิ่งที่สังเกตได้คือ เมื่อใช้อุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มไประยะหนึ่งจะสามารถใช้งานในลักษณะเดิมได้เป็นระยะเวลาที่น้อยลง
  • ความร้อนของแบตเตอรี่สูงขึ้น: เมื่อแบตเตอรี่เสื่อมความต้านทานภายในตัวแบตเตอรี่จะสูงขึ้น นั่นคือความร้อนจะเกิดขึ้นมากกว่าแบตเตอรี่ใหม่ที่กระแสเท่ากัน ดังนั้นเมื่อแบตเตอรี่เริ่มเสื่อมผู้ใช้จะรู้สึกว่าเกิดความร้อนขณะใช้มือถือ
  • แบตเตอรี่มีลักษณะผิดแปลกไปจากเดิม: เมื่อสารเคมีหรือวัสดุภายในแบตเตอรี่เสื่อม อาจทำให้เกิดแก๊สสะสมภายในแบตเตอรี่ ส่งผลให้แบตเตอรี่เกิดอาการบวมได้ ซึ่งหากบวมมากก็อาจทำให้เคสเกิดรอยรั่วและทำให้อิเล็กโทรไลต์รั่วซึมออกมาภายนอก

ถาม : แบตเตอรี่เน่าเกิดจากอะไร ป้องกันได้อย่างไร ของเหลวหนืดๆ เยิ้มๆ เป็นอันตรายหรือไม่ โดยเฉพาะเมื่อสัมผัสกับผิวหนังหรือแผล?
ตอบ:

แบตเตอรี่เสื่อมเกิดจากการเสื่อมสภาพของสารเคมีภายในเซลล์แบตเตอรี่ส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลง ดังนั้นพลังงานที่ใช้งานได้ต่อการชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มจะน้อยลง สาเหตุของการเสื่อมอาจเกิดจาก

  • สารเคมีหรือวัสดุภายในเซลล์แบตเตอรี่หมดอายุ
  • การใช้งานหรือการจัดเก็บไม่เหมาะสมทำให้เกิดความร้อน ซึ่งความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญที่เร่งให้แบตฯ เสื่อมสภาพ
  • การทำงานผิดปกติอันเนื่องมาจาก Under charging หรือ Over charging

วิธีการป้องกันคือ หมั่นสำรวจ ตรวจเช็ค ระบบอัดไฟ และสภาพภายนอก รอยรั่วซึมของเซลล์แบตเตอรี่ และไม่ควรเก็บหรือใช้งานเซลล์แบตเตอรี่ที่สภาวะอุณหภูมิสูง ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง [3]

ส่วนของเหลวหนืดเยิ้ม ที่พบเห็นบ่อยจากถ่านไฟฉายธรรมดา (carbon-zinc cell) และถ่านแอลคาไลน์ (alkaline cell) คือ สารอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งถ่านไฟฉายธรรมดาจะใช้สารละลายแอมโมเนียคลอไรด์ (ammonium chloride, NH4Cl) และ ซิงค์คลอไรด์ (zinc chloride, ZnCl2) เป็นสารอิเล็กโทรไลต์ เมื่อสารแมงกานีสไดออกไซด์ถูกทำปฏิกิริยาจนหมด (ถ่านไฟฉายหมดไฟ) สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีฤทธิ์เป็นกรดยังสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีกับกระป๋องสังกะสีต่อได้ ทำให้เกิดการกัดกร่อนจนสารเคมีภายในรั่วไหลออกมา

ส่วนถ่านแอลคาไลน์จะใช้สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีฤทธิ์เป็นเบส ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีกับกระป๋องสังกะสีได้เช่นเดียวกันเมื่อถ่านหมดอายุการใช้งานแล้ว นอกจากสารละลายที่สามารถรั่วไหลออกมาได้แล้ว ยังพบโลหะหนักปะปนด้วย ดังแสดงในรูปที่ 2

กรณีแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวเกิดเสื่อมสภาพเนื่องมาจากความชื้น ความร้อน และเกิดรั่วซึมออกมา สารอิเล็กโทรไลต์ของแบตชนิดนี้ประกอบด้วยเกลือลิเทียมและตัวทำละลายอินทรีย์จำพวกคาร์บอเนต เมื่อสารอิเล็กโทรไลต์สัมผัสกับน้ำหรือความชื้นภายนอกเซลล์เกิดเป็นกรดไฮโดรฟลูออริก (hydrofluoric acid, HF) ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง มีความเป็นพิษและระคายเคืองสูง กรดดังกล่าวสามารถทำลายเนื้อเยื่อและรบกวนการทำงานของระบบประสาท ทำให้ผู้ที่สัมผัสกรดไม่รู้สึกเจ็บในตอนแรก แต่ส่งผลในระยะยาวทำให้กระดูกพรุนและข้อเสื่อม นับว่าเป็นกรดที่เป็นอันตรายต่อร่างกายอย่างยิ่ง

รูปที่ 2 อันตรายของสารเคมีเมื่อได้รับเข้าสู่ร่างกาย

ถาม : การนำแบตเตอรี่ไปใส่ช่องแช่แข็งในตู้เย็นเป็นการช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ได้หรือไม่ อย่างไร?
ตอบ:

การนำแบตเตอรี่ไปใส่ช่องแช่แข็งในตู้เย็นเพื่อยืดอายุการใช้งาน เป็นความเชื่อที่ผิด! และไม่ควรทำตาม เนื่องจากช่องแช่แข็งเย็นจัดเกินไป แม้กระทั่งตู้เย็นในช่องธรรมดาก็มีความชื้นสูง ซึ่งอาจทำให้ขั้วต่างๆ เสื่อมสภาพได้ ที่ถูกต้องคือควรเก็บรักษาแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิไม่สูงหรือต่ำจนเกินไป ทั้งนี้เมื่อแบตเตอรี่บวมหรือเสื่อมสภาพไม่ควรใช้งานต่อ ควรเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่ก้อนใหม่จะเป็นวิธีที่ดีและปลอดภัยที่สุด

ถาม : Memory effect ในแบตเตอรี่คืออะไร พบได้กับแบตเตอรี่ชนิดใด และมีผลต่อการถนอมแบตเตอรี่อย่างไร?
ตอบ:

สาเหตุที่แบตเตอรี่มี memory effect หรือมี “ความจำ” ที่ไม่พึงประสงค์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของขั้วบวกและขั้วลบในส่วนที่ไม่ถูกใช้งานเป็นระยะเวลานาน ซึ่งจะพบในแบตเตอรี่ตระกูลนิกเกิล เช่น นิกเกิลแคดเมียม หรือนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เท่านั้น โดยปกติแล้วขนาดของผลึกของสารประกอบนิกเกิลที่ทำหน้าเก็บประจุไฟฟ้าที่ขั้วจะมีขนาดเล็กทำให้มีพื้นผิวโดยรวมที่จะทำปฏิกิริยาให้เกิดไฟฟ้านั้นมาก การที่ส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใช้งานจะเกิดการเพิ่มขนาดของผลึกส่งผลให้พื้นผิวโดยรวมของขั้วลดลง เกิดความต้านทานทางไฟฟ้าสูงขึ้นทำให้การเกิดปฏิกิริยายากขึ้น ส่งผลให้เกิดการเสื่อมสมรรถนะของแบตเตอรี่ส่วนนั้นในที่สุด

การป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เกิด Memory Effect คือ ไม่ควรใช้แบตเตอรี่ตระกูลนิกเกิลไปชาร์จไฟไป ควรใช้แบตเตอรี่จนหมด หากทำเช่นนี้ไม่ได้ทุกครั้งก็ให้ใช้แบตเตอรี่จนหมดอย่างน้อยเดือนละครั้ง เพื่อให้ขนาดของผลึกของสารประกอบนิกเกิลในขั้วบวกคงสภาพที่ใกล้เคียงเดิม ส่วนวิธีแก้ไขที่นิยมคือ อาศัยอุปกรณ์ที่สามารถดึงกระแสไฟจนแบตเตอรี่มีศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าปกติ หรือประมาณ 0.4-0.6 โวลต์ต่อเซลล์เพื่อให้ผลึกใหญ่ที่เกิดที่ขั้วนั้นแตกตัวและมีขนาดเล็กลง ปัจจุบันมีการพัฒนาเพื่อลดการเกิด Memory Effect ในแบตเตอรี่ประเภท Ni-MH โดยบริษัทซันโย/พานาโซนิค (Sanyo/Panasonic) ภายใต้ยี่ห้อ Eneloop

ถาม : สาเหตุอะไรบ้างที่อาจทำให้แบตเตอรี่ระเบิดหรือลุกติดไฟ?
ตอบ:

สาเหตุที่อาจทำให้แบตเตอรี่ระเบิดมีดังนี้

1. แบตเตอรี่ระเบิดหรือติดไฟจากปัจจัยภายนอก

  • แบตเตอรี่ได้รับความร้อนมากเกินไป (thermal abuse)
  • แบตเตอรี่ได้รับแรงกระแทกจากภายนอก (mechanical abuse) เช่น ตกหล่นบ่อยๆ ได้รับแรงกระแทกจากการชนหรือมีสิ่งของวางทับ

2. แบตเตอรี่ระเบิดหรือติดไฟจากปัจจัยภายใน
3. ระบบจัดการแบตเตอรี่เกิดความผิดปกติ กล่าวคือไม่ตัดการชาร์จของแบตเตอรี่เมื่อประจุไฟเต็ม (BMS malfunction)
4. อุปกรณ์ประจุไฟทำการประจุไฟให้แบตเตอรี่มากเกินไป (charger malfunction)
5. การเกิดการลัดวงจรไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่จากการออกแบบที่ไม่ดี หรือ ลัดวงจรจากตัวแบตเตอรี่เสื่อมสภาพเมื่อมีการใช้งานไปนานๆ (internal short circuit due to false design/degradation of battery)

ปัจจัยดังกล่าวเป็นสาเหตุให้เกิดความร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วและเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นภายใน เหล่านี้ล้วนทำให้แบตเตอรี่พอง บวม และอาจเกิดการระเบิด/ลุกติดไฟขึ้นได้หากไม่สามารถระบายความร้อน หรือปลดปล่อยแก๊สที่เกิดขึ้นออกไปได้ทันท่วงที ดังนั้นเพื่อป้องกันเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดความร้อนและความดันสูงเกินไป แบตเตอรี่ส่วนใหญ่จึงมีวาล์วลดความดันเป็นอุปกรณ์ป้องกันเบื้องต้น นอกจากนี้ ในแบตเตอรี่ลิเทียมซึ่งมีความจุพลังงานที่สูงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันการชาร์จและการดิสชาร์จเกินพิกัดของกระแสและความต่างศักย์ที่กำหนด (over charge/ over discharge) ซึ่งอุปกรณ์ป้องกันมีด้วยกัน 2 ชนิดคือ

1. Protection Circuit Module (PCM) สำหรับป้องการการชาร์จและใช้งานแบตเตอรี่ที่มากเกินไป ทำหน้าที่ตัดกระแสไฟฟ้าเมื่อแบตเตอรี่มีการใช้งานถึงแรงดันที่กำหนด
2. Battery Management System (BMS) คือ ระบบจัดการแบตเตอรี่ ซึ่งทําหน้าที่ควบคุมป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ทำงานในลักษณะที่เป็นอันตราย เช่น การชาร์จไฟมากเกินไปหรือจ่ายไฟออกมากเกินไป รวมทั้งการ balance cell battery เพื่อประจุไฟให้เต็มมากที่สุด (maximize battery capacity) และยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่

ถาม : แบตเตอรี่สำรอง (power bank) คือแบตเตอรี่ประเภทใด เหตุใดจึงห้ามนำขึ้นเครื่องบินหากมีขนาดใหญ่กว่า 32,000 mAh ?
ตอบ:

เนื่องจากแบตเตอรี่สำรองมีแบตเตอรี่ประเภทลิเทียมไอออนอยู่ภายใน และแบตเตอรี่ประเภทลิเทียมไอออนมีความจุพลังงานต่อน้ำหนักสูง สมาคมการขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ หรือ ไออาตา IATA (International Air Transport Association) [4] จึงได้กำหนดข้อจำกัดของแบตเตอรี่สำรองในการนำขึ้นเครื่องบินดังนี้

  • ห้ามนำแบตเตอรี่สำรองใส่กระเป๋าเดินทางโหลดใต้เครื่อง
  • ให้ใส่กระเป๋าถือขึ้นเครื่องได้ โดยแบตเตอรี่สำรองต้องมีขนาดความจุไฟฟ้าไม่เกิน 32,000 mAh
  • แบตเตอรี่สำรองความจุไฟฟ้า 20,000 mAh (หรือน้อยกว่า 100 วัตต์-ชั่วโมง (Wh) นำขึ้นเครื่องได้ไม่เกิน 20 ก้อน
  • แบตเตอรี่สำรองความจุไฟฟ้า 20,000–32,000 mAh (หรือระหว่าง 100-160 วัตต์-ชั่วโมง (Wh) นำขึ้นเครื่องได้ไม่เกิน 2 ก้อน
  • แบตเตอรี่สำรองความจุไฟฟ้ามากกว่า 32,000 mAh (หรือมากกว่า 160 วัตต์-ชั่วโมง (Wh) ไม่ได้รับอนุญาตให้นำขึ้นเครื่อง

โดยตัวเลข 32,000 mAh คำนวณมาจากพลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรี่สำรองขนาด 160 Wh ที่แรงดันไฟฟ้าประมาณ 5 โวลต์ (32,000 mAh x 5 V = 160 Wh) ซึ่งค่าพลังงาน 160 Wh นั้นมีค่าเท่ากับ 1 ใน 7 เท่าของค่าพลังงานของระเบิด TNT ปริมาณ 1 กิโลกรัมที่สามารถระเบิดยานพาหนะขนาดเล็กได้เลยทีเดียว [5]

การจัดการ

ถาม : แบตเตอรี่แต่ละประเภทมีการจัดการที่แตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร?
ตอบ:

แบตเตอรี่ถือเป็นของเสียอันตรายที่ไม่สามารถกำจัดได้ด้วยวิธีการฝังกลบหรือการเผาแบบปกติเหมือนกับขยะทั่วไป เนื่องจากแบตเตอรี่มีองค์ประกอบของโลหะอยู่ภายใน ซึ่งไม่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติหากนำไปฝังกลบ และเกิดมลพิษทางอากาศได้หากเผา อีกทั้งมีอิเล็กโทรไลต์ที่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือสารอินทรีย์ที่เป็นพิษ หากนำไปฝังกลบและเกิดการรั่วไหลจะทำให้เกิดมลพิษทางสิ่งแวดล้อมได้ ดังนั้นจึงมีการกำหนดมาตรการที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้มีการจัดการแบตเตอรี่ได้อย่างถูกต้องเหมาะสม

การจัดการแบตเตอรี่เริ่มจากการรวบรวมแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วและเสื่อมสภาพ สำหรับแบตเตอรี่ขนาดเล็ก เช่น แบตเตอรี่ในโทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์ ผู้บริโภคถือเป็นผู้รับผิดชอบที่จะต้องนำไปทิ้งในจุดรับขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกต้อง เพราะหากนำไปทิ้งปนกับขยะทั่วไปแบตเตอรี่เหล่านั้นอาจถูกนำไปเผาหรือฝังกลบซึ่งจะทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นการสร้างความตระหนักและการสร้างระบบเพื่อจัดการแบตเตอรี่ถือเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้ผู้บริโภคนำไปทิ้งได้อย่างถูกวิธี ส่วนแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ เช่น แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ใช้ในรถยนต์ หรือแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า ผู้ประกอบการในภาคอุตสาหกรรม เช่น ผู้จำหน่ายแบตเตอรี่ หรือผู้จำหน่ายยานยนต์ไฟฟ้า ถือเป็นผู้รับผิดชอบในการรวบรวมและจัดการแบตเตอรี่ที่ใช้แล้ว ซึ่งการจัดการดังกล่าวอยู่ในการกำกับดูแลของกรมโรงงานอุตสาหกรรม

หลังจากขั้นตอนการรวบรวมแบตเตอรี่ จะเป็นขั้นตอนการแยกตามประเภทเพื่อนำเข้าสู่กระบวนการกำจัดหรือรีไซเคิลต่อไป ซึ่งโดยภาพรวมแล้วการจัดการหรือรีไซเคิลแบตเตอรี่แต่ละประเภทนั้นมีหลักการที่คล้ายกันคือ เริ่มจากการคายประจุ (discharge) เพื่อให้แบตเตอรี่มีพลังงานลดลงและไม่เกิดประกายไฟ จากนั้นจึงนำไปถอดประกอบชิ้นส่วน (dismantle) เพื่อแยกสารอิเล็กโทรไลต์ และวัสดุต่างๆ ในแบตเตอรี่ ก่อนที่จะนำวัสดุที่คัดแยกได้ไปกำจัดหรือเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลต่อไป ความแตกต่างในการจัดการแบตเตอรี่แต่ละประเภทนั้นคือ ขั้นตอนการกำจัดหรือการรีไซเคิลวัสดุภายในของแบตเตอรี่ เพราะแบตเตอรี่แต่ละประเภทนั้นมีองค์ประกอบที่ต่างกันนั่นเอง

ถาม : ผู้ใช้งานควรทิ้งแบตเตอรี่อย่างไรเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในประเทศไทยมีระบบจัดการหรือไม่ เราเห็นจุดทิ้งแบตเตอรี่ตามที่ต่างๆ แบตเตอรี่ที่ทิ้งแล้วไปไหน?
ตอบ:

ผู้ใช้งานหรือผู้บริโภคนั้นควรมีความตระหนักในการนำแบตเตอรี่ไปทิ้งในจุดที่รับทิ้งแบตเตอรี่ให้ถูกต้อง โดยเริ่มจากแยกแบตเตอรี่ออกจากอุปกรณ์ที่ใช้งานก่อน จากนั้นใส่ถุงมัดปิดเพื่อไม่ให้เกิดการลัดวงจรและติดป้ายให้ชัดเจนว่าเป็นขยะมีพิษ แล้วจึงนำไปทิ้งตามจุดที่รับทิ้งต่างๆ ทั้งในห้างสรรพสินค้า ร้านเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ และที่ทำการไปรษณีย์ ทั้งนี้หากไม่สามารถถอดแบตเตอรี่ออกมาได้ เช่น แบตเตอรี่ในโทรศัพท์มือถือบางยี่ห้อ หรือเป็นแบตเตอรี่ขนาดใหญ่อย่างแบตเตอรี่กรดตะกั่ว หรือแพคแบตเตอรี่ในยานยนต์ไฟฟ้า ผู้บริโภคควรนำส่งคืนหรือเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่ผู้จำหน่าย ไม่ควรถอดประกอบเพื่อหลอมเอาวัสดุมีค่าออกมาจากแบตเตอรี่ด้วยตัวเอง

ปัจจุบันแบตเตอรี่กรดตะกั่วถือเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้มากที่สุดในรถยนต์ ซึ่งผู้บริโภคหรือผู้จำหน่ายรายย่อยบางรายมักแยกแบตเตอรี่เพื่อหลอมเอาตะกั่วแท่งออกมา ซึ่งการหลอมแบตเตอรี่แบบไม่ได้มาตรฐานจะทำให้ผู้หลอมได้รับสารพิษจากตะกั่วโดยการสัมผัสและระบบทางเดินหายใจ รวมถึงทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้การนำกรดซึ่งเป็นอิเล็กโทรไลต์ภายในแบตเตอรี่กรดตะกั่วไปทิ้งในที่สาธารณะก็ยังส่งผลเสียทางตรงต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

ในประเทศไทยยังไม่มีกฎหมายที่รองรับการจัดการแบตเตอรี่โดยเฉพาะ แต่มีกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการจัดการขยะอิเล็กทรอนิกส์ เช่น พระราชบัญญัติ (พ.ร.บ.) ส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535 ที่ควบคุมการกำจัดของเสียและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อม พ.ร.บ. โรงงาน พ.ศ. 2535 ซึ่งกำหนดมาตรฐานและวิธีควบคุมของเสียจากโรงงาน พ.ร.บ.วัตถุอันตราย พ.ศ. 2535 ที่ใช้บังคับผู้ที่ผลิต นำเข้า ส่งออกหรือครอบครองวัตถุอันตราย และ พ.ร.บ. การสาธารณสุข (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2550 ซึ่งกำหนดไว้ว่าองค์การปกครองส่วนท้องถิ่นต้องจัดให้มีการคัดแยก เก็บรวบรวม และกำจัดของเสียอันตรายจากชุมชนอย่างถูกต้อง ปัจจุบันประเทศไทยอยู่ระหว่างการผลักดันร่าง พ.ร.บ. การจัดการซากผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ พ.ศ…. (พ.ร.บ. WEEE: Waste Electric and Electronic Equipment) [6] โดยร่าง พ.ร.บ. ดังกล่าวนี้มีใจความรวมถึงความรับผิดชอบที่เพิ่มขึ้นของผู้ผลิต (Extended Producer Responsibility: EPR) และระบบการเรียกคืนซากผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะทำให้ผู้ประกอบการสามารถเรียกคืนซากแบตเตอรี่เพื่อนำมารีไซเคิลได้มากยิ่งขึ้น

ถาม : แบตเตอรี่สามารถนำมารีไซเคิลได้หรือไม่?
ตอบ:

แบตเตอรี่สามารถนำมารีไซเคิลได้ ซึ่งกระบวนการรีไซเคิลนั้นมีหลายวิธีขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่และวัสดุภายในแบตเตอรี่ ปัจจุบันแบตเตอรี่ประเภทกรดตะกั่วนั้นมีปริมาณมากเนื่องจากใช้ในรถยนต์ โดยการรีไซเคิลแบตเตอรี่กรดตะกั่วนั้นเริ่มจากการเทน้ำกรดออกจากแบตเตอรี่ จากนั้นจึงถอดประกอบเพื่อแยกเคสและวัสดุออกจากกัน สำหรับเคสพลาสติกนำไปรีไซเคิล ส่วนวัสดุภายในสามารถแยกเป็นตะกั่วออกไซด์และแผ่นธาตุ ซึ่งนำไปหลอมในโรงงานเพื่อถลุงตะกั่วและรีไซเคิลแผ่นธาตุต่อไป

สำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนนั้นมีการคาดกันว่าในอนาคตจะมีปริมาณซากแบตเตอรี่เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากมีการใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า (xEV) เพิ่มมากขึ้น มีการคาดการณ์ว่าในปี พ.ศ. 2575 ประเทศไทยจะมียานยนต์ไฟฟ้าสะสมถึงกว่า 22 ล้านคัน [7] ทำให้การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นในอนาคต

เนื่องจากมูลค่าของวัสดุภายในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคิดเป็นสัดส่วนถึง 64% ของมูลค่าแบตเตอรี่ทั้งหมด [8] โดยแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่เสื่อมสภาพหรือใช้การไม่ได้จะถูกนำมาตรวจสอบความสามารถทางไฟฟ้าและ state-of-health ของแบตเตอรี่ก่อน

หากแบตเตอรี่เสียที่วงจรไฟฟ้าหรือเสื่อมแค่บางเซลล์ในโมดูลก็จะซ่อมหรือเปลี่ยนเซลล์แล้วจึงนำกลับมาใช้ใหม่ เรียกวิธีการนี้ว่า remanufacturing หากตรวจแล้วพบว่าแบตเตอรี่นั้นมี state-of-health ระหว่าง 60-80% สามารถนำไปใช้งานในแอปพลิเคชันอื่นที่ต้องการความจุแบตเตอรี่น้อยกว่าเดิมได้ เรียกวิธีการนี้ว่า repurposing หรือ second-life ของแบตเตอรี่ เช่น การนำแบตเตอรี่ในรถไฟฟ้าที่เสื่อมสภาพไปใช้ในระบบกักเก็บพลังงานแบบติดตั้งอยู่กับที่ โดยปัจจุบันบริษัท Nissan ได้ร่วมมือกับบริษัท Eaton เพื่อนำแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนในรถยนต์ Nissan leaf ที่ใช้แล้วนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองภายในบ้านในชื่อ xStorage [9] ทั้งนี้หากตรวจแล้วพบว่า state-of-health ของแบตเตอรี่มีค่าต่ำกว่า 60% จึงค่อยนำไปรีไซเคิล ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 การจัดการกับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนตามค่า state-of-health ของแบตเตอรี่

การรีไซเคิลแบตเตอรี่ประกอบด้วย 4 กระบวนการหลักๆ ดังนี้

1. กระบวนการทางกล (mechanical process) เป็นกระบวนการสลายและคัดแยกวัสดุแบตเตอรี่ด้วยวิธีทางกล เช่น การบด การกรอง การใช้แม่เหล็ก การแช่เย็น
2. กระบวนการโลหวิทยาความร้อน (pyrometallurgical process) เป็นกระบวนการที่ใช้ความร้อนเพื่อหลอมและถลุงเหล็กและนำโลหะมีค่ากลับออกมาในรูปของโลหะผสม
3. กระบวนการโลหวิทยาสารละลาย (hydrometallurgical process) เป็นกระบวนการที่ใช้สารเคมีเพื่อชะละลาย (leaching) และนำกลับโลหะมีค่ามาในรูปของสารละลายเกลือ
4. กระบวนการไดเร็กรีไซเคิล (direct recycling process) เป็นการรักษาวัสดุภายในแบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพทางตรง เพื่อรักษาให้วัสดุที่เสื่อมสภาพมีคุณสมบัติเหมือนวัสดุดั้งเดิมและนำกลับมาใช้เป็นวัสดุในแบตเตอรี่ที่ประกอบใหม่

รูปที่ 4 กระบวนการรีไซเคิลของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนประกอบด้วยการนำกระบวนการข้างต้นมาประกอบกัน [10] ดังแสดงในรูปที่ 4 ซึ่งแต่ละบริษัทในแต่ละประเทศก็มีวิธีการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่แตกต่างกัน [11] เช่น บริษัท Umicore ในเบลเยี่ยมใช้กระบวนการโลหวิทยาความร้อนในการถลุงโลหะมีค่า เช่น โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง และเหล็ก ออกมาในรูปของโลหะผสม แล้วจึงละลายด้วยกระบวนการทางโลหวิทยาสารละลายเพื่อแยกโลหะมีค่าออกจากกัน หรือบริษัท Retriev ประเทศสหรัฐอเมริกาที่ใช้ไนโตรเจนเหลวในการแช่แข็งแบตเตอรี่เพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาของลิเทียมแล้วจึงบดและคัดแยกวัสดุ จากนั้นจึงนำไปคัดแยกด้วยกระบวนการโลหวิทยาสารละลายเพื่อสกัดลิเทียมและโคบอลต์ สำหรับประเทศไทยยังไม่มีโรงงานรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนโดยเฉพาะ ดังนั้นผู้ประกอบการจะส่งออกแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้แล้วไปยังต่างประเทศเพื่อรีไซเคิล

เอกสารอ้างอิง

  1. BATTERY 2030+ Roadmap: Inventing the Sustainable Batteries of the Future, Research Needs and Future Actions, https://battery2030.eu/digitalAssets/861/c_861008-l_1-k_roadmap-27-march.pdf (accessed November 5, 2020).
  2. เตือนภัยอย่าใช้มือถือขณะชาร์จแบต, การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค, https://www.pea.co.th/ (accessed December 23, 2020)
  3. T.D. Tran, J.H. Feikert, R.W. Pekala, K. Kinoshita, Rate effect on lithium-ion graphite electrode performance, J. Appl. Electrochem. 26 (1996) 1161–1167. https://doi.org/10.1007/BF00243741.
  4. Traveling with Portable Electronic Devices (PEDs), https://www.iata.org/en/programs/ops-infra/baggage/ped/ (accessed November 27, 2020)
  5. Energy and Work Conversion Table, https://www.unitconversion.org/unit_converter/energy-ex.html (accessed December 29, 2020)
  6. บันทึกหลักการและเหตุผล ประกอบร่างพระราขบัญญัติการจัดการซากผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พ.ศ. …., https://www.lawamendment.go.th/index.php/faq?id=717 (accessed November 11, 2020)
  7. รายงานแผนพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้าเพื่อรองรับยานยนต์ไฟฟ้าของประเทศไทย, https://www.eppo.go.th/images/Infromation_service/studyreport/EV_plan.pdf (accessed November 11, 2020)
  8. Pillot, Christophe. “Avicenne Energy.”Battery Market Compilations, twenty first ed. (2017).
  9. Nissan and Eaton release ‘Xstorage’ – home energy storage solution, https://www.pntpower.com/nissan-eaton-release-xstorage-home-energy-storage-solution/ (accessed November 11, 2020)
  10. M. Chen, X. Ma, B. Chen, R. Arsenault, P. Karlson, N. Simon, Y. Wang, Recycling End-of-Life Electric Vehicle Lithium-Ion Batteries, Joule. 3 (2019) 2622–2646. https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.09.014.
  11. Pinegar, Haruka, and York R. Smith. “Recycling of end-of-life lithium ion batteries, Part I: Commercial processes.”Journal of Sustainable Metallurgy (2019): 1-15.
Facebook Twitter Line

The post เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]> ความปลอดภัยและการใช้งานรถเข็นไฟฟ้า M-Wheel https://www.mtec.or.th/post-knowledges-39113/ Wed, 20 May 2020 09:39:03 +0000 http://10.228.23.44:38014/?p=12941 M-Wheel เป็นอุปกรณ์พ่วงต่อปรับเปลี่ยนรถเข็นธรรมดาให้เป็นรถเข็นไฟฟ้า ซึ่งได้รับการออกแบบโดยทีมวิจัยชีวกลศาสตร์ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ นำทีมโดย ดร. ดนุ พรหมมินทร์...

The post ความปลอดภัยและการใช้งานรถเข็นไฟฟ้า M-Wheel appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

ความปลอดภัยและการใช้งานรถเข็นไฟฟ้า M-Wheel

มาริสา คุณธนวงศ์
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

อุปกรณ์ M-Wheel ประกอบไปด้วย 3 ส่วน

ถาม : M-Wheel คืออะไร ?
ตอบ : M-Wheel เป็นอุปกรณ์พ่วงต่อปรับเปลี่ยนรถเข็นธรรมดาให้เป็นรถเข็นไฟฟ้า

M-Wheel เป็นอุปกรณ์พ่วงต่อปรับเปลี่ยนรถเข็นธรรมดาให้เป็นรถเข็นไฟฟ้า ซึ่งได้รับการออกแบบโดยทีมวิจัยชีวกลศาสตร์ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ นำทีมโดย ดร. ดนุ พรหมมินทร์

อุปกรณ์ดังกล่าวแบ่งเป็น 3 ส่วน (ดังภาพบน )ได้แก่ ชุดขับเคลื่อน (ขวาบน) ชุดควบคุมการเคลื่อนที่ (ขวากลาง) และชุดแหล่งพลังงาน (ขวาล่าง)

ถาม : การใช้ M-Wheel ปลอดภัยต่อผู้ใช้งานเพียงใด ?
ตอบ : M-Wheel ได้ผ่านการประเมินความปลอดภัยต่อผู้ใช้งานเรียบร้อยแล้ว

M-Wheel ได้ผ่านการประเมินผลิตภัณฑ์เครื่องมือแพทย์ทางไฟฟ้า การป้องกันสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งผ่านการประเมินความเสี่ยงของอุปกรณ์การแพทย์โดยศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (PTEC สวทช.) เรียบร้อยแล้วจึงมั่นใจได้ว่า ไฟไม่รั่ว ไม่มีส่วนประกอบใดก่อให้เกิดความร้อนจนทำให้ผิวหนังผู้ใช้ รถเข็นไหม้รวมทั้งไม่มีส่วนประกอบใดที่มีความเสี่ยงต่อการหนีบอวัยวะหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายผู้ใช้รถเข็น

ถาม : หากผู้ใช้รถเข็นมีการฝังอุปกรณ์ปลูกฝังอยู่ในร่างกาย เช่น เครื่องกระตุ้นไฟฟ้า หัวใจเทียม (pacemaker) สามารถใช้รถเข็นรุ่นนี้ได้หรือไม่ ?
ตอบ : สามารถใช้ M-Wheel กับผู้ที่มีอุปกรณ์ปลูกฝังในร่างกายได้

เนื่องจาก M-Wheel ได้ทดสอบสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว พบว่าไม่มีผลต่ออุปกรณ์ หรืออวัยวะปลูกฝังภายในร่างกายของผู้ป่วยแต่อย่างใด

ถาม : เมื่อใช้ M-Wheel แล้วผู้ใช้รถเข็นสามารถเข็นแบบหมุนล้อเอง (manual) ได้หรือไม่ ?
ตอบ : ได้

M-Wheel สามารถทำงานได้ทั้งระบบบังคับด้วยไฟฟ้าและระบบผู้ใช้งานหมุนล้อเอง หรือหากต้องการ ระบบแบบผู้ช่วยเข็น สามารถติดตั้งอุปกรณ์พ่วงต่อในตำแหน่งสำหรับผู้ช่วยเข็นได้ตามความเหมาะสม

ถาม : M-Wheel สามารถพับได้เหมือนเดิมหรือไม่ ?
ตอบ : ได้

สามารถพับและพกพาได้เสมือนกับรถเข็นทั่วไป โดยมีน้ำหนักเพิ่มที่มาจากชุดขับเคลื่อนซ้ายขวา ชุดควบคุมทิศทาง ซ้ายและขวา และแบตเตอรี่เท่านั้น

ถาม : M-Wheel สามารถใช้งานภายนอกอาคารได้หรือไม่ ?
ตอบ : ไม่แนะนำ

ไม่แนะนำให้ใช้ M-Wheel ภายนอกอาคาร รวมถึงสถานที่ที่เปียกชื้น เพราะอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บจากระบบไฟฟ้าได้

ถาม : การชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มใช้เวลานานเพียงใด เมื่อชาร์จเต็มแล้วใช้งานได้นานเท่าใด หรือคิดเป็นระยะทางเท่าไร ?
ตอบ :

การชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มด้วยแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ที่ใช้กันในครัวเรือน ใช้เวลาชาร์จประมาณ 8 ชั่วโมง และเมื่อชาร์จเต็มแล้ว M-Wheel สามารถใช้ได้ต่อเนื่องประมาณ 4 ชั่วโมง หรือประมาณ 20 กิโลเมตร

ถาม : ราคาของ M-Wheel ?
ตอบ : ราว 9,000 บาท (เฉพาะค่าอุปกรณ์พ่วงต่อ ไม่รวมรถเข็น)

สามารถดาวน์โหลดแผ่นพับ M-Wheel ได้ที่นี่ :M-Wheel-Brochure

Facebook Twitter Line

The post ความปลอดภัยและการใช้งานรถเข็นไฟฟ้า M-Wheel appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>