การเพิ่มประสิทธิภาพลิเทียมซัลเฟอร์แบตเตอรี่โดยใช้ถ่านกัมมันต์ที่สกัดจากข้าวเหนียว
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ภาสวร ลิ้มมีโชคชัย, สุขปวัตน์ เมืองสมบัติ, กนก ศิริลัภยานนท์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุรนันท์ อนันตชัยศิลป์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ลิเทียมซัลเฟอร์แบตเตอรี่ (Li-s battery) เป็นแบตเตอรี่ชนิดทุติยภูมิที่ให้พลังงานสูงถึง 2567 Wh kg-1 แต่ข้อเสียหลักของ Li-S battery คือลิเทียมซัลเฟต (Li2S) ที่ถูกสร้างขึ้นนั้นหลังการปล่อยไฟเป็นสารที่ไม่ละลายในออร์แกนิคอิเล็คโทรไลต์ (organic electrolyte) จึงมีโอกาศสูญเสียไปในการเกิดปฏิกริยาย้อนกลับหลังการชาร์จไฟ (dsicharge) เนื่องจาก Li2S ไม่สามารถกลับเข้าไปเกาะที่ขั้วแคโทด (Cathode) ได้เหมือนเดิม
โครงงานฉบับนี้จึงมุ่งเน้นการพัฒนาถ่านกัมมันต์ (activated carbon, AC) จากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติโดยใช้กระบวนการทางรังสีที่เป็นกระบวนการสะอาดและไม่ใช้สารเคมีรุนแรงและความร้อนสูง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของลิเทียมซัลเฟอร์แบตเตอรี่โดยลดปริมาณการหลุด ละลาย และตกตะกอนของสารประกอบ Li2S โดยพัฒนา AC ที่มีพื้นผิวและรูพรุนมากและมีหมู่ฟังก์ชั่นที่เหมาะเกาะติดของสารประกอบ Li2S โดยถ่านกัมมันต์จะถูกสกัดมาจากข้าวเหนียว และปรับปรุงคุณสมบัติทางพื้นผิว และทางเคมีโดยรังสีแกมมา
ทั้งนี้โครงงานฉบับนี้ยังได้ทดสอบคุณภาพของ AC ด้วยวิธีการ BET, SEM-TEM, XRD, IR Raman เพื่อตรวจสอบปริมาณของพื้นที่ผิวและสมบัติทางเคมีของ AC ซึ่งผลของการตรวจสอบพบว่าลักษณะของ AC ที่ถูกฉายรังสีที่ความเข้ม 25 KGy มี Sp2 Hybridization เพิ่มมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดซึ่งจะช่วยทำให้อิเลคตรอนไหลได้ดีมากขึ้นเป็นการเพิ่มการนำไฟฟ้าและมีรูขนาด mesopore มากขึ้นเพิ่มการดูดจับซัลเฟอร์ และยังถูกทดสอบโดยการนำ AC ไปประกอบแบตเตอรี่จริงเพื่อดูอัตราการลดลงของปริมาณไฟฟ้าของแบตเตอรี่ใน 1 รอบการใช้งาน