การเตรียมคาร์บอนจากลูกยางพาราที่ปรับปรุงประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาเพื่อใช้ในเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าจากน้ำทะเล
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ชวิศ แก้วนุรัชดาสร, ปุถุชน วงศ์วรกุล, ภัทรนันท์ บุญชิต
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ภาณุพงศ์ ภูทะวัง, ศรัณย์ นวลจีน
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบันปัญหาวิกฤตการณ์ขาดแคลนทรัพยากรนับเป็นปัญหาสำคัญที่มนุษย์กำลังเผชิญ กับปัญหาหลักคือทรัพยากรเชื้อเพลิงฟอสซิลกำลังจะหมดไปจากโลกภายใน 50 ปี เนื่องจากนำมาใช้ผลิตพลังงานหลายรูปแบบ เช่นการผลิตกระแสไฟฟ้า และยังเป็นหนึ่งในสาเหตุปัญหาภาวะโลกร้อน อีกทั้งในปัจจุบันปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว นำไปสู่ปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าในหลายประเทศทั่วโลกทำให้ประเทศไทยยังต้องอาศัยการนำเข้าไฟฟ้าจากต่างประเทศ โครงงานนี้มีจุดประสงค์เพื่อสร้าง เครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าจากน้ำทะเล ซึ่งเป็นพลังงานทดแทนทางเลือกใหม่ที่ประยุกต์ใช้น้ำทะเลซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างไม่จำกัดมาผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างไม่มีที่สิ้นสุด และเพื่อสังเคราะห์ ตัวเร่งปฏิกิริยาอนุภาคนาโนของเหล็กบนคาร์บอน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า โดยใช้แหล่งกำเนิดคาร์บอนจากวัสดุธรรมชาติที่มีรูพรุนสูงและเหลือใช้ในชุมชน คือ เปลือกลูกยางพารา ที่ปรับปรุงสมบัติการนำไฟฟ้าและความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาด้วยสารละลายกรด 3 ชนิดคือกรดไนตริก กรดซัลฟิวริก และกรดฟอสฟอริก จากนั้นนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้มาวิเคราะห์เพื่อหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ดีที่สุด โดยวิเคราะห์ลักษณะสัณฐาณด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) วิเคราะห์องค์ประกอบโดยวิธีการกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์ (EDX) วิเคราะห์การกระจายตัวอนุภาคนาโนของเหล็กด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) วิเคราะห์โครงสร้างผลึก (XRD) วิเคราะห์การนำไฟฟ้าโดยวิธีการรามานสเปกโตรสโคปี (Raman) วิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันของสารตัวอย่าง (FTIR) วิเคราะห์ขนาดของพื้นที่ผิวและความเป็นรูพรุน (BET) วิเคราะห์การกระจายตัวของขนาดของรูพรุนในสารตัวอย่าง (BJH) และวิเคราะห์ความสามารถในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมีโดยไซคลิกโวลแทมเมตทรี (CV) หลังจากนั้นนำไปทดสอบวัดกระแสไฟฟ้าในเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า โดยผลการทดลองพบว่า กรดฟอสฟอริกสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุดซึ่งสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้ถึง 154.7 มิลลิวัตต์เทียบกับตัวเร่งที่เป็นอนุภาคคาร์บอนที่ไม่ใช้กรดในการปรับปรุงคุณภาพที่ได้กำลังเพียง 24.5 มิลลิวัตต์ จากนั้นติดตั้งเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าจากน้ำทะเลเป็นการจำลองพลังงานทางเลือกในเรือทำให้มีกระแสไฟฟ้าใช้ได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการประยุกต์ใช้ในรูปแบบอื่น ๆ ในอนาคต