การเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพโดยการศึกษาความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เหมาะสมในการปรับสภาพวัสดุลิกโนเซลลูโลส

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปรมัตถ์ ตรีศรี, วัชระชัย ชาญณรงค์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

อนุรุทธิ์ หมีดเส็น

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย นครศรีธรรมราช

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงาน “การเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพโดยการศึกษาความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เหมาะสมในการปรับสภาพวัสดุลิกโนเซลลูโลส” มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาองค์ประกอบวัสดุลิกโนเซลลูโลสได้จากชีวมวลตัวอย่างแต่ละชนิด 2) ศึกษาผลของความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการปรับสภาพวัสดุลิกโนเซลลูโลสว่ามีผลต่อประสิทธิภาพการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ของจุลชีพมาก โดยดำเนินการศึกษาองค์ประกอบจากตัวอย่างได้แก่ ขุยมะพร้าว (Cocos Nucifera), เปลือกส้มโอทับทิมสยาม (Citrus maxima (Burm.f.) Merr.), และเปลือกทุเรียน (Durio Zibethinus L.) ที่มาจากส่วนเหลือจากการบริโภคและการเกษตรและสามารถหาได้ง่ายตามท้องถิ่นโดยมีปริมาณลิกโนเซลลูโลสที่เหมาะสม ซึ่งอ้างอิง AOAC Method ในการศึกษา จากนั้นปรับสภาพด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้นแตกต่างกันได้แก่ ไม่ปรับสภาพ, 5% w/v, 10% w/v, และ 15% w/v และวิเคราะห์มวลที่หายไปจากการปรับสภาพด้วยวิธีการชั่งมวลเริ่มต้นเทียบกับมวลหลังปรับสภาพ ซึ่งโดยส่วนมากเป็นเฮมิเซลลูโลสที่ละลายไปกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ สุดท้ายหา Electrochemical Active Surface Area ด้วย Cyclic Voltammetry ที่มีแบคทีเรียแกรมบวก 𝘉𝘢𝘤𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘚𝘶𝘣𝘵𝘪𝘭𝘪𝘴 ซึ่งพบได้ในกระเพาะของสัตว์เคี้ยงเอื้อง มีความสามารถในการย่อยสลายลิกโนเซลลูโลสและไม่ก่อโรคในพืชและสัตว์ ทำหน้าที่ในการปลดปล่อยอิเล็กตรอนจากการสลายลิกโนเซลลูโลสผ่านสารตัวกลางเมแทบอลิซึม ผลการศึกษาพบว่าพบว่าขุยมะพร้าวมีอัตราส่วนของเซลลูโลสมากที่สุดสอดคล้องกับความต้องการ เนื่องจากมีโครงสร้างที่เหมาะกับเอนไซม์ α-amylase ของแบคทีเรีย และส้มโอทับทิมสยามมีอัตราส่วนเฮมิเซลลูโลสมากที่สุดเมื่อเทียบกับตัวอย่างอื่น ซึ่งจากความเข้มข้นโซเดียมไฮดรอกไซด์ข้างต้นที่ศึกษา เปลือกส้มโอทับทิมสยามจะหลงเหลือมวลน้อยที่สุด ทั้งนี้แสดงให้เห็นว่าข้อมูลสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์องค์ประกอบลิกโนเซลลูโลสข้างต้นด้วย สุดท้ายพบว่าความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์มากขึ้นส่งผลต่อการผลิตกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.01) สูงสุดที่ความเข้มข้น 10% w/v และลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.01) ที่ความเข้มข้น 15% w/v