การดัดน้ำแข็ง: ปลดล็อกแหล่งพลังงานสะอาดที่ทรงพลังกว่า 1,000 เท่า

การศึกษาวิจัยจากประเทศจีนเผยให้เห็นว่าน้ำแข็งเค็มสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 1,000 เท่าเมื่อถูกดัดงอ ซึ่งจะเปิดโอกาสให้มีพลังงานสะอาดเพิ่มขึ้นในพื้นที่หนาวเย็นและแม้แต่เหนือพื้นโลก

สำหรับคนส่วนใหญ่ น้ำแข็งเป็นอันตราย ไม่ว่าจะเป็นถนนลื่น อุบัติเหตุจราจร หรือทางเท้าที่เป็นน้ำแข็ง แต่ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ซิน เหวิน แห่งมหาวิทยาลัยซีอานเจียวทง ประเทศจีน ได้ค้นพบคุณสมบัติพิเศษของน้ำแข็ง นั่นคือความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อถูกดัด หรือที่เรียกว่า “การดัดด้วยไฟฟ้า”

ก้อนน้ำแข็งสามารถผลิตไฟฟ้าได้เมื่อถูกดัดงอ ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี (ที่มา: Interestingengineering)

ปรากฏการณ์นี้เคยถูกบันทึกไว้ก่อนหน้านี้ในธารน้ำแข็งที่ชนกันหรือแผ่นน้ำแข็งที่ยืดออก แต่กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นอ่อนเกินไปสำหรับการใช้งานจริง ความก้าวหน้าในครั้งนี้เกิดจากการเติมเกลือลงในน้ำแข็ง

เกลือ – ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สร้างกระแสไฟฟ้าแรงขึ้น 1,000 เท่า

ในการทดลอง ทีมวิจัยได้นำน้ำที่มี NaCl ความเข้มข้นต่างกันไปแช่แข็ง ทำให้เกิดตัวอย่างน้ำแข็งที่มีรูปร่างเป็นกรวย คาน และแผ่น เมื่อทำการทดสอบการดัดงอสามจุด คือ วางตัวอย่างน้ำแข็งบนฐานรองรับสองอันแล้วกดลงด้านล่าง พวกเขาบันทึกว่ากระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นแรงกว่าน้ำแข็งบริสุทธิ์ถึง 1,000 เท่า

การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์และสเปกโทรสโกปีแบบรามานแสดงให้เห็นว่าเกลือป้องกันไม่ให้น้ำแข็งแข็งตัวอย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดช่องทางน้ำเค็มในระดับจุลภาค เมื่อน้ำแข็งโค้งงอ ของเหลวในช่องเหล่านี้จะเคลื่อนที่ นำพาประจุไฟฟ้าและสร้างกระแสไฟฟ้า

หินทั่วไปจะก่อให้เกิดกระแสน้ำเพียงเล็กน้อยเมื่อถูกยืดออก แต่เมื่อก้อนเกลือหินถูกดัดงอ น้ำเกลือเหลวที่ไหลเข้าไปข้างในจะก่อให้เกิดกระแสน้ำที่แรงขึ้น (ที่มา: Getty Images)

การประยุกต์ใช้และความท้าทายที่อาจเกิดขึ้น

น้ำแข็งปกคลุมพื้นผิวโลกประมาณ 10% หากสามารถใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานนี้ได้ ภูมิภาคหนาวเย็นซึ่งเข้าถึงแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมได้ยากก็จะสามารถผลิตไฟฟ้าสะอาดจากสิ่งแวดล้อมธรรมชาติได้

ทีมวิจัยไม่เพียงแต่หยุดอยู่แค่โลกเท่านั้น แต่ยังหวังว่าปรากฏการณ์นี้จะสามารถนำไปใช้กับดวงจันทร์น้ำแข็งอย่างยูโรปาหรือเอนเซลาดัสได้อีกด้วย ซึ่งคาดว่ามีมหาสมุทรใต้ดินอยู่และสามารถกลายเป็น "ห้องปฏิบัติการธรรมชาติ" สำหรับเทคโนโลยีพลังงานใหม่ได้

แม้จะมีศักยภาพ แต่เทคโนโลยีนี้ก็ต้องเผชิญกับความท้าทาย หลังจากการดัดงอหลายครั้ง ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของเทปเกลือจะลดลงมากถึง 80% นอกจากนี้ ประสิทธิภาพยังต่ำกว่าอุปกรณ์เพียโซอิเล็กทริกเชิงพาณิชย์ เนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่สูญเสียไปในรูปของความร้อน

อย่างไรก็ตาม นี่ยังคงเป็นก้าวสำคัญในการแสวงหาพลังงานที่ยั่งยืน น้ำแข็งซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นภัยร้ายในฤดูหนาว อาจกลายเป็นพันธมิตรที่มีศักยภาพในการเปลี่ยนผ่านพลังงานระดับโลกในปัจจุบัน

มินห์ ฮวน

ที่มา: https://vtcnews.vn/be-cong-bang-khai-pha-nguon-nang-luong-sach-manh-hon-1-000-lan-ar966219.html