การพัฒนาวัสดุคั่นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจากบัวแดงบริเวณพื้นที่ชุ่มน้ำทะเลน้อย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
เทพณรินทร์ บัวเพชร์, ปัณฎา วีระประเสริฐสกุล, สปันนา ภู่เจริญลาภธาดากุล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ภรพนา บัวเพชร์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำบัวแดงมาผลิตเป็นวัสดุคั่นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนด้วยวิธีการผลิตกระดาษ (Paper making method) และใช้เทมโปเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (TEMPO oxidation) เพื่อใช้เป็นวัสดุทดแทนหรือวัสดุทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำ มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง มีความสามารถในการเปียกสารอิเล็กโทรไลต์ที่ดีกว่าวัสดุคั่นเชิงพาณิชย์แบบดั้งเดิม และเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion battery) อีกทั้งเป็นการส่งเสริมการผลิตอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน (Energy storage devices) ภายในประเทศโดยใช้พลังงานหมุนเวียน (Renewable energy) เพิ่มมูลค่าและสร้างความโดดเด่นแก่บัวแดงซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของการท่องเที่ยวที่สำคัญของจังหวัดพัทลุง โดยเริ่มต้นจากการเตรียมเส้นใยเซลลูโลส การฟอกเยื่อ การตีเยื่อ และการขึ้นรูปวัสดุคั่นแบบแผ่นกระดาษด้วยเฟรมไม้ขนาด 20 cm x 30 cm โดยศึกษาผลของปริมาณเส้นใยแห้งตอนเริ่มต้นและเวลาที่ใช้ในการตีเยื่อที่มีต่อสมบัติของวัสดุคั่นชนิดเซลลูโลสกับวัสดุคั่นเชิงพาณิชน์ ผลการทดสอบสมบัติทางกายภาพพบว่าปริมาณเส้นใยแห้งเริ่มต้นและเวลาที่ใช้ในการตีเยื่อมีผลต่อความหนาและความพรุนของวัสดุคั่น โดยถ้าลดปริมาณเส้นใยแห้งเริ่มต้นจะทำให้ความหนาลดลง ความพรุนและความสามารถในการเปียกสารอิเล็กโทรไลต์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น แต่ความทนทานต่อแรงดึงลดง จากการผลิตวัสดุคั่นโดยใช้ปริมาณเส้นใย 2g ตีเยื่อ 20 นาที พบว่ามีความหนา 0.036 ± 0.008 mm ความพรุนเท่ากับ 52.87 ± 8.46 % ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับวัสดุคั่นเชิงพาณิชย์โพลิเมอร์ Polypropylene (PP) ซึ่งมีความหนา 0.025 ± 0.001 mm ความพรุน 43.63 ± 8.67 % เมื่อประเมินการนำไปใช้โดยตัดแผ่นวัสดุคั่นให้เป็นวงกลมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm เพื่อประกอบเซลล์แบตเตอรี่แบบเหรียญ (Coin cell ) ขนาด 2032 แล้วทดสอบการประจุและการคายประจุ (Charge-discharge Curve) พบว่าวัสดุคั่นบัวแดงไม่สามารถคายประจุได้เนื่องจากมี Short circuit