การทำน้ำจืดจากน้ำทะเลด้วยการใช้ความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์และการซึมผ่านซิลิกาแอโรเจล
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
พีรยา แซ่เจีย, ศุภกร วงษ์กุหลาบ, คัณธรัตน์ พินพิสิทธิ์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
อุษา จีนเจนกิจ, สุพรรณ ยอดยิ่งยง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบันเกิดปัญหาการขาดแคลนน้ำในอัตราที่สูงขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้มีประชากรจำนวนมากที่ไม่สามารถเข้าถึงน้ำสะอาดได้ โดยโลกของเรามีปริมาณน้ำปกคลุมมากถึง 71% ของพื้นที่ แต่ประกอบไปด้วย น้ำจืดซึ่งสามารถนำมาบริโภคและอุปโภคได้เพียง 3.5% เท่านั้น การผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลซึ่งมีปริมาณมากถึง 96.5% จากปริมาณน้ำทั้งหมดจึงก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมาก หากแต่ว่าการผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลโดยใช้วิธี Reverse Osmosis ต้องใช้พลังงาน มีความซับซ้อนและต้นทุนสูง โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาสิ่งประดิษฐ์ในการเปลี่ยนน้ำทะเลเป็นน้ำจืดสะอาดบริโภคได้ โดยมีต้นทุนต่ำและได้ประสิทธิภาพสูง ใช้หลักการระเหยน้ำด้วยพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์และควบแน่นเป็นน้ำจืด ทำการทดลองโดยสังเคราะห์ซิลิกาจากสารละลาย Sodium Silicate ทำให้ได้ Porous Silica ที่มีคุณสมบัติ Mesoporous คือมีรูพรุนขนาด 2-50 nm มีอนุภาคขนาดเล็กทำให้มีพื้นที่ผิวมาก มีความคงทนสูงต่อความร้อนและสารเคมี และสามารถใส่ Activated Carbon ระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อเพิ่มคุณสมบัติการดูดซับความร้อน จึงนำมาผลิตเป็น Porous Silica ที่เป็น Hydrophilic โดยโครงสร้างรูพรุนของซิลิกามีประสิทธิภาพในการให้น้ำทะเลซึมผ่านขึ้นมาเป็นชั้นบางของน้ำที่ผิวหน้าของโฟม ซึ่งเป็นฉนวนความร้อน ทำให้มีการสูญเสียพลังงานน้อยลง ส่งผลให้กระบวนการระเหยน้ำเกิดเร็วขึ้น อีกทั้งการทดลองนี้จะทำให้ Porous Silica มีสีดำของคาร์บอนซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับพลังงานความร้อนจากแหล่งกำเนิดแสงและเพิ่มอัตราการระเหยน้ำ พบว่าซิลิกาที่ผสมคาร์บอน 30 กรัมต่อสารละลาย 10% (w/w) Sodium Silicate 100 กรัม อัตราการระเหย เท่ากับ 517.19 ml.hr-1m-2 ซึ่งมีอัตราการระเหยเป็น 172.39% จากการระเหยตามปกติ นอกจากนั้นยังทำให้ได้น้ำที่ปราศจากเชื้อจุลินทรีย์และแบคทีเรียและผ่านมาตรฐานคุณภาพน้ำดื่ม