ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells)

ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells) เป็นถ่านไฟฉายรุ่นแรกๆ (ใครทันได้ใช้บ้างครับ)

ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสีเป็นเซลล์ไฟฟ้าชนิดเซลล์คาร์บอน-สังกะสี (carbon-zinc cell) ถูกประดิษฐ์ขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1866 โดยชอร์ช แลกลองเช (Georges Leclanch) วิศวกรชาวฝรั่งเศส

ชื่อเซลล์คาร์บอน-สังกะสีบอกถึงองค์ประกอบพื้นฐานของเซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ว่าประกอบด้วย แท่งคาร์บอนหรือแท่งถ่านทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าจากแคโทด ซึ่งสารที่ทำหน้าที่เป็นแคโทดคือ สารแมงกานีสไดออกไซด์ (manganese dioxide) โดยผสมร่วมกับผงถ่าน ส่วนแอโนดคือ กระป๋องสังกะสี (zinc) ตัวกระป๋องนอกจากจะทำหน้าที่เป็นแอโนดแล้วยังใช้บรรจุสารแคโทดด้วย โดยมีชั้นของสารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์ (ammonium chloride) และซิงค์คลอไรด์ (zinc chloride) ทำหน้าที่เป็นสารอิเล็กโทรไลต์กั้นระหว่างชั้นแคโทดและชั้นแอโนด

ปฏิกิริยาเคมีของถ่านไฟฉายจะเกิดต่อเนื่องไปจนกระทั่งสารแมงกานีสไดออกไซด์ทำปฏิกิริยาจนหมด หมายความว่าถ่านไฟฉายหมดไฟแล้ว ซึ่งผู้ใช้ควรทำการถอดถ่านออกจากตัวอุปกรณ์ไฟฟ้า เพราะสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ยังอยู่ในก้อนถ่านไฟฉายมีฤทธิ์เป็นกรด ดังนั้นสารจะเกิดปฏิกิริยาเคมีกับกระป๋องสังกะสีต่อได้ ทำให้สารเคมีภายในรั่วออกมาสร้างความเสียหายแก่อุปกรณ์ไฟฟ้าได้

จุดเด่นของถ่านไฟฉายชนิดนี้คือ ราคาถูกและมีหลายขนาดให้เลือกใช้

จุดด้อยคือ ถ่านไฟฉายชนิดนี้ให้พลังงานได้น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับถ่านชนิดอื่น นอกจากนี้หากเก็บในสถานที่มีอุณหภูมิที่ร้อนหรือเย็นเกินไปจะมีผลทำให้ประสิทธิภาพของถ่านลดลง
-----------------------------------------------------------

ประเภทของถ่านไฟฉายที่มีพบเห็นปัจจุบันและเคยมีมาในอดีต แบ่งได้ดังนี้

1. ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells) เป็นถ่านไฟฉายรุ่นแรกๆ ที่ไม่สามารถรีชาร์จได้ และในปัจจุบันก็ได้มีถ่านประเภทอื่นๆ ออกมาแทนที่จำนวนมาก

2. ถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง (Disposable alkaline cells) ถ่านประเภทนี้เริ่มมีใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ.2501 ซึ่งเมื่อแรกเริ่มนั้นเป็นที่นิยมกันมากเพราะสามารถให้พลังงานได้มากกว่า ถ่านไฟฉายแบบเก่า แต่ในระยะหลังเริ่มตระหนักกันถึงปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการใช้ถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้งกันมากขึ้น โดยที่ถ่านไฟฉายประเภทนี้มีสารปรอทเป็นส่วนประกอบ ปริมาณการใช้งานที่นิยมกันมากทำให้เกิดปัญหาขยะมีพิษเพิ่มมากขึ้นทั่วโลก

3. ถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จ (Rechargeable alkaline) เริ่มมีใช้เมื่อ พ.ศ.2536 ให้พลังงาน 1.5 โวลต์ เท่ากับถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง แต่เมื่อมีการชาร์จไปเรื่อยๆ ประสิทธิภาพของถ่านจะลดลงตามจำนวนการชาร์จ ถึงแม้จะดูแลรักษาและชาร์จอย่างดีก็ตาม ดังนั้น เพื่อให้ถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด จึงควรรีชาร์จถ่านอย่างสม่ำเสมอและอย่าปล่อยให้แบตเตอรี่หมดเกลี้ยง และจำเป็นจะต้องใช้เครื่องชาร์จเฉพาะด้วย

4. ถ่านลิเธียม (Lithium cells) มีการเริ่มใช้ถ่านลิเธียมครั้งแรกกับไฟฉายติดศีรษะที่ใช้ในวงการอุตสาหกรรม ซึ่งในขณะนั้นมีราคาแพงมากถึง 20 เหรียญสหรัฐ มีอายุการใช้งานยาวนานมาก และยังสามารถใช้งานในสภาพอากาศที่หนาวเย็นมากๆ ได้อีกด้วย แต่เนื่องจากมันมีสารซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบ จึงถูกห้ามนำขึ้นเครื่องบินไม่ว่าจะติดตัวขึ้นไปหรือใส่ในกระเป๋าเดินทางที่โหลดไว้ใต้เครื่อง ผู้ผลิตจึงได้พัฒนาถ่านลิเธียมประเภทนี้ออกมาใหม่ เป็นลิเธียมธิโอนีลคลอไรด์ ใช้ได้ดีกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น หลอด LED-Light-emitting diode สามารถนำขึ้นเครื่องบินได้ มีการผลิตออกมาในขนาด AA และยังมีราคาที่ถูกลงอีกด้วย (ประมาณ 9-11 เหรียญสหรัฐ) เมื่อเทียบกับว่าถ่านก้อนหนึ่งสามารถใช้ได้นานหลายเดือน

5. ถ่านนิกเกิลแคดเมียมหรือนิแคด (Nickel-cadmium cells, Nicads) เป็นถ่านที่สามารถรีชาร์จได้ เริ่มมีใช้ครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1950 (พ.ศ.2493) และสามารถจะรีชาร์จใหม่ได้นับร้อยครั้ง แต่มีปัญหากระทั่งนำสู่การพัฒนาเป็นถ่านนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Nickel-metal hydride, NiMH) มีประสิทธิภาพอยู่ตรงกลางระหว่างถ่านนิแคดและถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จ ให้พลังงาน 1.2 โวลต์ เหมือนถ่านนิแคด และสามารถชาร์จใหม่ได้หลายร้อยครั้งเช่นกัน แต่การชาร์จถ่าน NiMH จะไม่เกิดเมโมรี่เอฟเฟ็กต์เหมือนถ่านนิแคด ตัวถ่าน NiMH สามารถรีชาร์จด้วยตัวเอง ประมาณ 1-4% ของพลังงานที่เหลืออยู่ทุกวัน อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเก็บถ่าน NiMH เอาไว้ได้นานเท่ากับถ่านอื่นๆ
-----------------------------------------------------------

การใช้ถ่านไฟฉายให้ถูกวิธี

1.เปลี่ยนถ่านพร้อมกันทุกก้อนในคราวเดียวกัน ไม่ปะปนกับถ่านเก่า

2.ปิดสวิตช์อุปกรณ์ทุกครั้งหลังการใช้งานอย่าเปิดค้างไว้โดยไม่จำเป็น

3.ไม่ควรนำถ่านหลายชนิดหรือหลายยี่ห้อมาใช้ปะปนกัน

4.นำถ่านออกจากอุปกรณ์ทุกครั้งหลังการใช้งาน

5.ตรวจสอบวิธีการใส่ถ่านและขั้วให้ถูกต้องเสมอ

6.ไม่แกะชิ้นส่วนถ่านออกมาเล่นและไม่ควรวางไว้ในที่ที่มีความร้อนสูง

7.หลีกเลี่ยงการทำให้ถ่านเกิดการชอร์ตกัน

8.ห้ามนำถ่านที่ชาร์ตไฟไม่ได้มาชาร์ตไฟใหม่ เพราะอาจเกิดอันตรายได้