ថាមពល ក្នុងនាមជាមូលដ្ឋានសម្ភារៈសម្រាប់វឌ្ឍនភាពនៃអរិយធម៌មនុស្សជាតិ តែងតែដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ វាគឺជាការធានាដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍសង្គមមនុស្ស។ រួមជាមួយទឹក ខ្យល់ និងអាហារ វាគឺជាលក្ខខណ្ឌចាំបាច់សម្រាប់ការរស់រានមានជីវិតរបស់មនុស្ស និងប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់ជីវិតមនុស្ស។

ការអភិវឌ្ឍឧស្សាហកម្មថាមពលបានឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរសំខាន់ៗពីរ ពី «សម័យកាល» នៃអុស ទៅជា «សម័យកាល» នៃធ្យូងថ្ម ហើយបន្ទាប់មកពី «សម័យកាល» នៃធ្យូងថ្ម ទៅជា «សម័យកាល» នៃប្រេង។ ឥឡូវនេះ វាបានចាប់ផ្តើមផ្លាស់ប្តូរពី «សម័យកាល» នៃប្រេង ទៅជា «សម័យកាល» នៃការផ្លាស់ប្តូរថាមពលកកើតឡើងវិញ។

ចាប់ពីធ្យូងថ្មជាប្រភពសំខាន់នៅដើមសតវត្សរ៍ទី១៩ រហូតដល់ប្រេងជាប្រភពសំខាន់នៅពាក់កណ្តាលសតវត្សរ៍ទី២០ មនុស្សជាតិបានប្រើប្រាស់ថាមពលហ្វូស៊ីលក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំអស់រយៈពេលជាង ២០០ ឆ្នាំ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធថាមពលសកលដែលគ្របដណ្ដប់ដោយថាមពលហ្វូស៊ីលធ្វើឱ្យវាលែងឆ្ងាយពីការថយចុះនៃថាមពលហ្វូស៊ីលទៀតហើយ។

ថាមពលសេដ្ឋកិច្ចហ្វូស៊ីលប្រពៃណីទាំងបីដែលតំណាងដោយធ្យូងថ្ម ប្រេង និងឧស្ម័នធម្មជាតិនឹងអស់កម្លាំងយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងសតវត្សរ៍ថ្មី ហើយនៅក្នុងដំណើរការប្រើប្រាស់ និងការចំហេះ វាក៏នឹងបណ្តាលឱ្យមានផលប៉ះពាល់ផ្ទះកញ្ចក់ បង្កើតសារធាតុបំពុលមួយចំនួនធំ និងបំពុលបរិស្ថានផងដែរ។

ដូច្នេះហើយ ចាំបាច់ត្រូវកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើថាមពលហ្វូស៊ីល ផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធប្រើប្រាស់ថាមពលមិនសមហេតុផលដែលមានស្រាប់ និងស្វែងរកថាមពលកកើតឡើងវិញថ្មីដែលស្អាត និងគ្មានការបំពុល។

បច្ចុប្បន្ននេះ ថាមពលកកើតឡើងវិញភាគច្រើនរួមមានថាមពលខ្យល់ ថាមពលអ៊ីដ្រូសែន ថាមពលព្រះអាទិត្យ ថាមពលជីវម៉ាស ថាមពលរលក និងថាមពលកំដៅក្នុងផែនដីជាដើម។ ហើយថាមពលខ្យល់ និងថាមពលព្រះអាទិត្យគឺជាចំណុចក្តៅស្រាវជ្រាវបច្ចុប្បន្ននៅទូទាំងពិភពលោក។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វានៅតែពិបាកក្នុងការសម្រេចបាននូវការបំលែង និងការផ្ទុកប្រភពថាមពលកកើតឡើងវិញជាច្រើនប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដូច្នេះវាធ្វើឱ្យវាពិបាកក្នុងការប្រើប្រាស់វាប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។

ក្នុងករណីនេះ ដើម្បីសម្រេចបាននូវការប្រើប្រាស់ថាមពលកកើតឡើងវិញថ្មីប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពដោយមនុស្ស ចាំបាច់ត្រូវអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកថាមពលថ្មីដែលងាយស្រួល និងមានប្រសិទ្ធភាព ដែលក៏ជាចំណុចក្តៅមួយនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវសង្គមបច្ចុប្បន្នផងដែរ។

បច្ចុប្បន្ននេះ ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ដែលជាថ្មបន្ទាប់បន្សំដ៏មានប្រសិទ្ធភាពបំផុតមួយ ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច ការដឹកជញ្ជូន អវកាស និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។ ទស្សនវិស័យសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍគឺកាន់តែពិបាក។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីរបស់សូដ្យូម និងលីចូមគឺស្រដៀងគ្នា ហើយវាមានប្រសិទ្ធភាពផ្ទុកថាមពល។ ដោយសារតែមាតិកាសម្បូរបែប ការចែកចាយប្រភពសូដ្យូមស្មើភាពគ្នា និងតម្លៃទាប វាត្រូវបានគេប្រើក្នុងបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកថាមពលទ្រង់ទ្រាយធំ ដែលមានលក្ខណៈនៃការចំណាយទាប និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

សម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាននៃអាគុយអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូម រួមមានសមាសធាតុលោហៈអន្តរកាលជាស្រទាប់ៗ ប៉ូលីអាញ៉ូង ផូស្វាតលោហៈអន្តរកាល ភាគល្អិតណាណូសំបកស្នូល សមាសធាតុលោហៈ កាបូនរឹង ជាដើម។

ក្នុងនាមជាធាតុមួយដែលមានទុនបម្រុងច្រើនក្រៃលែងនៅក្នុងធម្មជាតិ កាបូនមានតម្លៃថោក និងងាយស្រួលទទួលបាន ហើយទទួលបានការទទួលស្គាល់ជាច្រើនថាជាសម្ភារៈអាណូតសម្រាប់អាគុយអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូម។

យោង​ទៅ​តាម​កម្រិត​នៃ​ការ​បង្កើត​ក្រាហ្វីត សម្ភារៈ​កាបូន​អាច​ត្រូវ​បាន​បែងចែក​ជា​ពីរ​ប្រភេទ​គឺ កាបូន​ក្រាហ្វីត និង​កាបូន​អាម៉ូហ្វូស។

កាបូនរឹង ដែលជារបស់កាបូនអាម៉ូហ្វូស បង្ហាញពីសមត្ថភាពផ្ទុកសូដ្យូមជាក់លាក់ 300mAh/g ខណៈដែលសម្ភារៈកាបូនដែលមានកម្រិតក្រាហ្វីតខ្ពស់ជាងពិបាកបំពេញតម្រូវការប្រើប្រាស់ពាណិជ្ជកម្មដោយសារតែផ្ទៃធំ និងមានសណ្តាប់ធ្នាប់រឹងមាំ។

ដូច្នេះ សម្ភារៈកាបូនរឹងដែលមិនមែនជាក្រាហ្វីតត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាចម្បងក្នុងការស្រាវជ្រាវជាក់ស្តែង។

ដើម្បី​កែលម្អ​បន្ថែម​ទៀត​នូវ​ដំណើរការ​នៃ​វត្ថុធាតុ​អាណូត​សម្រាប់​អាគុយ​សូដ្យូម​-អ៊ីយ៉ុង ភាព​ជ្រាប​ទឹក និង​ចរន្ត​អគ្គិសនី​នៃ​វត្ថុធាតុ​កាបូន​អាច​ត្រូវ​បាន​កែលម្អ​ដោយ​មធ្យោបាយ​នៃ​ការ​បន្ថែម​អ៊ីយ៉ុង ឬ​ការ​ផ្សំ​ដែល​អាច​បង្កើន​ដំណើរការ​ស្តុក​ថាមពល​នៃ​វត្ថុធាតុ​កាបូន។

ក្នុងនាមជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាននៃថ្មអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូម សមាសធាតុលោហៈភាគច្រើនជាកាបូនលោហៈពីរវិមាត្រ និងនីទ្រីត។ បន្ថែមពីលើលក្ខណៈល្អឥតខ្ចោះនៃសម្ភារៈពីរវិមាត្រ ពួកវាមិនត្រឹមតែអាចរក្សាទុកអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូមដោយការស្រូបយក និងអន្តរកម្មប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាចផ្សំជាមួយសូដ្យូមផងដែរ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃអ៊ីយ៉ុងបង្កើតសមត្ថភាពតាមរយៈប្រតិកម្មគីមីសម្រាប់ការផ្ទុកថាមពល ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវប្រសិទ្ធភាពផ្ទុកថាមពល។

ដោយសារតែតម្លៃខ្ពស់ និងការលំបាកក្នុងការទទួលបានសមាសធាតុលោហៈ សម្ភារៈកាបូននៅតែជាសម្ភារៈអាណូតសំខាន់សម្រាប់អាគុយសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុង។

ការកើនឡើងនៃសមាសធាតុលោហៈអន្តរកាលដែលមានស្រទាប់គឺបន្ទាប់ពីការរកឃើញក្រាហ្វីន។ បច្ចុប្បន្ននេះ សម្ភារៈពីរវិមាត្រដែលប្រើក្នុងថ្មសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុងភាគច្រើនរួមមាន NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 ជាដើម។

សម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានប៉ូលីអានីយ៉ូនិចត្រូវបានប្រើជាលើកដំបូងនៅក្នុងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ហើយក្រោយមកត្រូវបានប្រើនៅក្នុងថ្មសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុង។ សម្ភារៈតំណាងសំខាន់ៗរួមមានគ្រីស្តាល់អូលីវីនដូចជា NaMnPO4 និង NaFePO4។

ផូស្វាតលោហៈអន្តរកាលដើមឡើយត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននៅក្នុងថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង។ ដំណើរការសំយោគមានភាពចាស់ទុំพอสมควร ហើយមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ជាច្រើន។

ផូស្វាត ក្នុងនាមជារចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រ បង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធក្របខ័ណ្ឌដែលអំណោយផលដល់ការដកអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូមចេញ និងការដាក់អ៊ីយ៉ុងសូដ្យូមចូល ហើយបន្ទាប់មកទទួលបានអាគុយសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុងដែលមានដំណើរការផ្ទុកថាមពលដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។

សម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធស្នូល-សំបក គឺជាប្រភេទថ្មីនៃសម្ភារៈអាណូតសម្រាប់អាគុយសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុង ដែលទើបតែលេចចេញជារូបរាងក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។ ដោយផ្អែកលើវត្ថុធាតុដើមដើម សម្ភារៈនេះសម្រេចបានរចនាសម្ព័ន្ធប្រហោងមួយតាមរយៈការរចនារចនាសម្ព័ន្ធដ៏ប្រណិត។

សម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធស្នូល-សំបកដែលគេប្រើប្រាស់ជាទូទៅរួមមាន គូបណាណូកូបាល់សេលេនីតប្រហោង ណាណូស្ហ្វ៊ែរសូដ្យូមវ៉ាណាដេតដែលមានជាតិ Fe-N2 រួមផ្សំជាមួយ ណាណូស្ហ្វ៊ែរសំណប៉ាហាំងអុកស៊ីដប្រហោងដែលមានកាបូនរន្ធច្រើន និងរចនាសម្ព័ន្ធប្រហោងផ្សេងទៀត។

ដោយសារតែលក្ខណៈល្អឥតខ្ចោះរបស់វា រួមផ្សំជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធប្រហោង និងរន្ធញើសដ៏អស្ចារ្យ សកម្មភាពអេឡិចត្រូគីមីកាន់តែច្រើនត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងអេឡិចត្រូលីត ហើយក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាក៏ជួយជំរុញយ៉ាងខ្លាំងដល់ការចល័តអ៊ីយ៉ុងនៃអេឡិចត្រូលីត ដើម្បីសម្រេចបាននូវការផ្ទុកថាមពលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។

ថាមពលកកើតឡើងវិញទូទាំងពិភពលោកបន្តកើនឡើង ដែលជំរុញការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកថាមពល។

បច្ចុប្បន្ននេះ យោងតាមវិធីសាស្ត្រផ្ទុកថាមពលផ្សេងៗគ្នា វាអាចបែងចែកទៅជាការផ្ទុកថាមពលរូបវន្ត និងការផ្ទុកថាមពលអេឡិចត្រូគីមី។

ការផ្ទុកថាមពលអេឡិចត្រូគីមីបំពេញតាមស្តង់ដារអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកថាមពលថ្មីនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ដោយសារតែគុណសម្បត្តិរបស់វាដូចជាសុវត្ថិភាពខ្ពស់ តម្លៃទាប ការប្រើប្រាស់ប្រកបដោយភាពបត់បែន និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

យោងតាមដំណើរការប្រតិកម្មអេឡិចត្រូគីមីផ្សេងៗគ្នា ប្រភពថាមពលផ្ទុកថាមពលអេឡិចត្រូគីមីភាគច្រើនរួមមាន ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលខ្លាំង ថ្មអាស៊ីតសំណ ថ្មថាមពលឥន្ធនៈ ថ្មនីកែល-មេតាល់អ៊ីដ្រីត ថ្មសូដ្យូម-ស្ពាន់ធ័រ និងថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង។

នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាស្តុកទុកថាមពល សម្ភារៈអេឡិចត្រូតដែលអាចបត់បែនបានបានទាក់ទាញចំណាប់អារម្មណ៍ស្រាវជ្រាវរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនដោយសារតែភាពចម្រុះនៃការរចនា ភាពបត់បែន តម្លៃទាប និងលក្ខណៈការពារបរិស្ថានរបស់វា។

សម្ភារៈកាបូនមានស្ថេរភាពកម្ដៅគីមីពិសេស ចរន្តអគ្គិសនីល្អ កម្លាំងខ្ពស់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចមិនធម្មតា ដែលធ្វើឱ្យពួកវាជាអេឡិចត្រូតដ៏ជោគជ័យសម្រាប់ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង និងថ្មសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុង។

ឧបករណ៍​ផ្ទុក​ថាមពល​ខ្លាំង​អាច​សាក​និង​បញ្ចេញ​បាន​យ៉ាង​រហ័ស​ក្រោម​លក្ខខណ្ឌ​ចរន្ត​ខ្ពស់ ហើយ​មាន​អាយុកាល​វដ្ត​ជាង 100,000 ដង។ ពួក​វា​ជា​ប្រភេទ​ថ្មី​នៃ​ការ​ផ្គត់ផ្គង់​ថាមពល​អេឡិចត្រូគីមី​ពិសេស​រវាង​ឧបករណ៍​ផ្ទុក​ថាមពល និង​អាគុយ។

ឧបករណ៍​ផ្ទុក​ថាមពល​ខ្លាំង​មាន​លក្ខណៈ​ដូច​ជា​ដង់ស៊ីតេ​ថាមពល​ខ្ពស់ និង​អត្រា​បំប្លែង​ថាមពល​ខ្ពស់ ប៉ុន្តែ​ដង់ស៊ីតេ​ថាមពល​របស់​វា​ទាប ងាយ​នឹង​បញ្ចេញ​ដោយ​ខ្លួនឯង ហើយ​ងាយ​នឹង​លេច​ធ្លាយ​អេឡិចត្រូលីត​នៅពេល​ប្រើប្រាស់​មិន​ត្រឹមត្រូវ។

ទោះបីជាក្រឡាថាមពលឥន្ធនៈមានលក្ខណៈមិនសាកថ្ម សមត្ថភាពធំ សមត្ថភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ និងជួរថាមពលជាក់លាក់ធំទូលាយក៏ដោយ សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការខ្ពស់ តម្លៃខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពបំលែងថាមពលទាបរបស់វាធ្វើឱ្យវាអាចប្រើបានតែនៅក្នុងដំណើរការធ្វើពាណិជ្ជកម្មប៉ុណ្ណោះ។ វាត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងប្រភេទជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះ។

អាគុយអាស៊ីតសំណមានគុណសម្បត្តិនៃតម្លៃទាប បច្ចេកវិទ្យាចាស់ទុំ និងសុវត្ថិភាពខ្ពស់ ហើយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានសញ្ញា កង់អគ្គិសនី រថយន្ត និងការផ្ទុកថាមពលបណ្តាញ។ បន្ទះសៀគ្វីខ្លីៗដូចជាការបំពុលបរិស្ថានមិនអាចបំពេញតាមតម្រូវការ និងស្តង់ដារកាន់តែខ្ពស់សម្រាប់អាគុយផ្ទុកថាមពលបានទេ។

ថ្ម Ni-MH មានលក្ខណៈពិសេសនៃភាពបត់បែនខ្លាំង តម្លៃកាឡូរីទាប សមត្ថភាពម៉ូណូម័រធំ និងលក្ខណៈបញ្ចេញដែលមានស្ថេរភាព ប៉ុន្តែទម្ងន់របស់វាមានទំហំធំ ហើយមានបញ្ហាជាច្រើនក្នុងការគ្រប់គ្រងស៊េរីថ្ម ដែលអាចនាំឱ្យរលាយនៃឧបករណ៍បំបែកថ្មតែមួយបានយ៉ាងងាយស្រួល។