ถ่านไฟฉาย หน้าตาคล้ายๆ แต่ใช้ไม่เหมือนกัน

แบตเตอรี่พกพา ถ่านไฟฉาย ถ่าน Dry Cell ไม่ว่าจะเรียกว่าอะไร เจ้าอุปกรณ์เก็บประจุไฟฟ้าเล็กๆเหล่านี้ก็เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิดในปัจจุบัน ซึ่งถ่านไฟฉายเองก็มีหลากหลายขนาดและชนิดของสารประกอบที่นำมาใช้ในการผลิต ซึ่งบ้านและสวนก็ขอนำมาเสนอในแบบที่มักจะพบกันได้ทั่วไปเป็นขนาดและชนิดที่นิยมใช้กัน

ถ่านไฟฉายคืออะไร?

ถ่านไฟฉาย เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ไม่ใช้สารละลายที่เป็นของเหลว จึงเรียกว่า เซลล์แห้ง (Dry cell) ผู้ที่สร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดนี้คือ เลอ คังเช George Leclanché ผู้ที่สร้างถ่านไฟฉาย ดังนั้น จึงอาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า เซลล์เลอคังเช โดยทั่วไปนั้นสำหรับถ่านไฟฉายทั่วไปที่เรียกว่า เซลล์แบบ Zinc Chloride ประกอบด้วยแท่งแกรไฟต์อยู่ตรงกลางเป็นขั้วแคโทดมีอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนผสมของแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO2) แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl) ซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) แป้งเปียก ผงคาร์บอน และน้ำคลุกเคล้าอยู่ด้วยกันในลักษณะเป็นอิเล็กโทรไลต์ชื้น สารทั้งหมดบรรจุอยู่ในกล่องสังกะสีอาจหุ้มด้วยกระดาษ แผ่นพลาสติกหรือโลหะสแตนเลส เพื่อป้องกันไม่ให้สารภายในรั่วออกมา ด้านบนของแท่งแกรไฟต์ครอบด้วยโลหะสังกะสีอีกชิ้นหนึ่ง ส่วนด้านล่างมีแผ่นสังกะสีทำหน้าที่เป็นขั้วแอโนด และเมื่อครบขั้นจึงเกิดเป็นพลังงานวิ่งผ่านเซลล์และนำไปใช้ประโยชน์ได้นั่นเอง

ถ่านไฟฉายแบบใช้แล้วทิ้งมีสารประกอบที่เป็นพิษบรรจุอยู่จึงไม่ควรแกะออก ปัจจุบันได้มีความตระหนักถึงปัญหาขยะมีพิษที่เพิ่มมากขึ้นทั่วโลก เราจึงควรทิ้งถ่านไฟฉายให้ถูกที่เพื่อนำไปกำจัดอย่างถูกวิธีเป็นการช่วยลดปัญหาสิ่งแวดล้อมไปได้ในตัว

แบ่งตามขนาด

• ขนาด LR44 เป็นถ่านกระดุม ให้กำลังไฟ 1.5 V มีส่วนประกอบเป็น Alkaline สามารถใช้ถ่าน SR44 ทดแทนได้ มักใช้ในกล้องถ่ายภาพและเครื่องคิดเลข
• ขนาด CR2032 เป็นถ่านกระดุมให้กำลังไฟ  3 V  มีส่วนประกอบเป็น Lithium มักใช้ในนาฬิกา และเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์
• ขนาด AAA เป็นถ่านรูปทรงกระบอกให้กำลังไฟ 1.5 V สำหรับแบบใช้แล้วทิ้ง และ 1.2 V สำหรับชาร์จใหม่ได้ มีส่วนประกอบหลากหลายและยังคงได้รับการพัฒนาอยู่ตลอดจนถึงปัจจุบัน ถูกใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าหลากหลายประเภท
• ขนาด AA เป็นถ่านรูปทรงกระบอกให้กำลังไฟ 1.5 V สำหรับแบบใช้แล้วทิ้ง และ 1.2 V สำหรับชาร์จใหม่ได้ เช่นเดียวกับถ่านแบบ AAA แต่มีขนาดที่ใหญ่กว่า จึงให้พลังงานได้ยาวนานกว่าเล็กน้อย
• ขนาด C เป็นถ่านรูปทรงกระบอกให้กำลังไฟ 1.5 V มีขนาดใหญ่กว่าแบบ AA เล็กน้อย ปัจจุบันได้รับความนิยมน้อยลงแล้วเพราะถ่าน AA และ AAA สามารถใช้ทดแทนได้ครอบคลุมเกือบทั้งหมด
• ขนาด D เป็นถ่านรูปทรงกระบอกให้กำลังไฟ 1.5 V มีขนาดใหญ่กว่าแบบ C เล็กน้อย ปัจจุบันได้รับความนิยมน้อยแล้วเช่นกัน เดิมมักพบได้ในไฟฉายขนาดใหญ่สำหรับใช้เดินป่า ซึ่งปัจจุบันไฟฉายขนาดเล็กและนวัตรกรรมหลอด LED สามารถทดแทนได้ทั้งหมดแล้ว
• ขนาด 9 Volt เป็นถ่านไฟฉายที่ให้กำลังไฟสูงถึง 9 Volt มักพบในอุปกรณ์ไฟฟ้าจำพวกวิทยุ วิทยุสื่อสาร อุปกรณ์ดนตรี ที่ต้องการพลังงานมากกว่าแบบ 1.5 V
• ขนาด 18650 แบตเตอรี่ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นในปัจจุบันเพราะสามารถให้กำลังไฟได้มากถึง 3.7 V ในขนาดที่ใหญ่กว่าถ่านแบบ AA เพียงเล็กน้อย ทั้งยังมีความจุที่มากกว่าอีกด้วย และยังสามารถนำมาต่อรวมกันเพื่อให้กำลังไฟที่มากขึ้นได้ แบตเตอรี่แบบ 18650 มีส่วนประกอบอยู่หลายแบบ และ

แบ่งตามชนิด

ถ่านไฟฉายแบบใช้แล้วทิ้ง

ถ่านเขียว ถ่านดำ ถ่านไฟฉายทั่วไป มักเป็นสารประกอบจาก Zinc Chloride มีราคาย่อมเยาว์ แต่มีความจุที่น้อยจึงอาจต้องเปลี่ยนบ่อย ส่วนคำถามว่าถ่านเขียวและถ่านดำใช้ต่างกันอย่างไรนั้น จากการค้นคว้าจึงพบว่า ถ่านเขียวนั้นเหมาะกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการกำลังไฟมากเช่นไฟฉายหรือมอเตอร์ แต่ถ่านดำจะเหมาะกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการกำลังไฟน้อยแต่ยาวนานกว่า เช่นนาฬิกาเป็นต้น ซึ่งก็น่าจะเป็นผลจากกรรมวิธีการผลิตตัวถ่านไฟฉายจึงทำให้ถ่านประเภทเดียวกันให้คุณสมบัติการใช้งานที่ต่างกัน

ถ่านอัลคาไลน์ หรือ Alkali metal hydroxide เป็นสารประกอบที่ให้กำลังไฟฟ้าได้เสถียรกว่า จึงเหมาะกับอุปกรณ์ที่ต้องการกำลังไฟมากกว่าเช่น รถบังคับของเล่น มอเตอร์ต่างๆ ไฟฉายกำลังสูง ไฟแฟลชกล้องถ่ายภาพ เป็นต้น

ถ่านซิลเวอร์ หรือ Silver Oxide มักพบในถ่านกระดุมของอุปกรณ์ที่มีการใช้งานยาวนานเพราะสามารถเก็บประจุได้ดี

ถ่านไฟฉายแบบชาร์จได้

Ni-Cd (นิเกิล-แคดเมียม) หรือถ่านชาร์จในยุคแรก ให้กำลังไฟที่ 1.2 V แต่มีความจุที่ต่ำ และเมื่อชาร์จด้วยความเร็วมักมีอุณภูมิสูง ทั้งยังมี Memory Effect ที่ทำให้การชาร์จเมื่อยังใช้ไม่หมดนั้นทำให้ความจุของถ่านลงลดเรื่อยๆ และคลายประจุไฟฟ้าเร็วอีกด้วย จึงทำให้เสื่อมความนิยมลงเมื่อมีถ่านประเภท Ni-MH เข้ามาแทนที่

Ni-MH (นิกเกิล เมทัลไฮไดรต์) เป็นถ่านชาร์จที่เข้ามาแทนที่ ถ่านแบบ Ni-Cd ให้กำลังไฟที่ 1.2 V เท่ากัน แต่มีความจุที่มากกว่า ทั้งยังมี Memory Effect ที่ต่ำกว่ามาก จึงทำให้สามารถใช้งานได้ยาวนานคุ้มค่ากว่า ทั้งยังสามารถชาร์จซ้ำเมื่อไรก็ได้อีกด้วย ปัจจุบันถ่านแบบ Ni-MH ยังคงได้รับความนิยมมากที่สุด แม้ว่าจะมีถ่านชาร์จแบบ Li-ion ที่มีคุณสมบัติดีกว่าเข้ามาในตลาดแล้วก็ตาม

Li-Po (ลิเธียมพอร์ลิเมอร์) มักใช้ในอุปกรณ์เครื่องบินไฟฟ้า Drone หรือ รถบังคับวิทยุ ข้อดีคือสามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่าแบบ Ni-Cd (นิเกิล-แคดเมียม) ถึง 350 % และน้ำหนักที่น้อยกว่า 10 – 20 % โดยประมาณ ซึ่งตามประสิทธิภาพถือได้ว่าดีกว่าแบบ Ni-MH (นิกเกิล เมทัลไฮไดรต์) แต่มีข้อเสียคือเมื่อจ่ายไฟมากๆจะร้อนและอาจเกิดการบวมจนระเบิดได้หากถูกใช้ในวงจรที่ไม่ได้มาตรฐาน และจำเป็นอย่างมากที่ต้องมีเครื่องชาร์จที่เหมาะสมโดยเฉพาะ

Li-ion (ลิเธียมไอออน) ได้รับความนิยมมากขึ้นในปัจจุบัน มักเห็นในถ่านขนาด 18650 ซึ่ง Li-ion สามารถให้กำลังไฟได้ถึง 3.7 V และมีความจุที่สูงกว่า Ni-MH มาก แต่เดิมที่มักมีปัญหาความร้อนสูงเมื่อมีการคลายประจุต่อเนื่องจนเกิดการระเบิดนั้น ได้ถูกแก้ไขด้วยการบรรจุวงการกันกระชากลงไปในตัวถ่านแล้วในปัจจุบัน จึงทำให้ถ่านแบบ Li-ion มีความปลอดภัยและน่าใช้มากขึ้นในปัจจุบัน ทุกวันนี้เริ่มมีอุปกรณ์ที่ใช้ถ่าน Li-ion แบบ 18650 มากขึ้นเรื่อยๆ ทั้งอุปกรณ์งานช่าง หรือแม้แต่ในคอมพิวเตอร์พกพาก็ตาม จุดสังเกตคือ แบตยิ่งความจุสูงจะยิ่งแปรผกผันกับความสามารถในการให้กำลังไฟนั่นเอง

เรื่องและภาพประกอบ วุฒิกร สุทธิอาภา