การฟื้นฟูสภาพสารละลายดูดซึมที่ใช้แล้วสำหรับการปรับปรุงคุณภาพแก๊สชีวภาพด้วยเซลล์อิเล็กโทรไลซิส

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

มาหยา มาเจ๊ะมะ, ฟาเดีย ลอเด็ง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

รัตนา จริยาบูรณ์, ประวิทย์ คงจันทร์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

แก๊สชีวภาพ (Biogas) เป็นแก๊สที่มีส่วนประกอบเป็นแก๊สมีเทนมากถึง 70% และส่วนประกอบที่เหลือเป็นแก๊สอื่น ๆ เช่น แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ปะปนอยู่ ในอุตสาหกรรมแก๊สชีวภาพนั้นจะมีการนำแก๊สมีเทนบริสุทธิ์ไปใช้ทดแทนพลังงานเชื้อเพลิงจากแหล่งอื่น ๆ โดยการใช้สารละลายด่างเป็นตัวปรับปรุงแก๊สให้ได้แก๊สมีเทนบริสุทธิ์ สารละลายด่างมีความสามารถที่จะดูดซึมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้ได้แก๊สมีเทนบริสุทธิ์ออกมา โดยสารละลายด่างที่ใช้ ได้แก่ โซเดียมไฮดรอกไซด์ และโซเดียมไบคาร์บอเนต ซึ่งในโครงงานนี้ได้ทำการฟื้นฟูความเป็นด่างของสารละลายดูดซึมด้วยเทคนิคอิเล็กโทรไลเซอร์ ที่มีเมมเบรนแลกเปลี่ยนประจุลบ (anion exchange membrane, AEM) สารละลายที่มีความเป็นด่างจะถูกป้อนเข้าในฝั่งแคโทดของอิเล็กโทรไลเซอร์ กรดซัลฟิวริกจะถูกป้อนไปยังฝั่งแอโนดของอิเล็กโทรไลเซอร์ และทำการป้อนกระแสไฟฟ้า โดยให้ความต่างศักย์ที่ 2.5, 3, 3.5 และ 4 โวลต์ เพื่อทำการศึกษาศักย์ไฟฟ้าที่มีผลต่อประสิทธิภาพการฟื้นฟูความเป็นด่าง เมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วฝั่งแคโทดจะรับอิเล็กตรอนได้เป็นไฮดรอกไซด์และแก๊สไฮโดรเจน ในขณะที่ไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นจะทำให้สารละลายมีค่า pH เพิ่มขึ้น โดยจะทำการวัด pH ทุก ๆ 5 นาที เป็นเวลา 1 ชั่วโมง หรือจนกว่าค่า pH ในฝั่งแคโทดสูงขึ้นจนถึง pH เท่ากับ 11.0 เพื่อการศึกษาชนิดของสารประกอบที่มีผลต่อการฟื้นฟูสภาพความเป็นด่างของสารละลายดูดซึมที่ใช้แล้ว ซึ่งผลการทดลองที่ได้ในส่วนของของโซเดียมไบคาร์บอเนตได้ผลตามสมมติฐานที่วางไว้ นั่นคือ เมื่อให้กระแสไฟฟ้าที่ 4 โวลต์จะทำให้ได้ค่าการฟื้นฟู pH ของสารละลายด่างดีขึ้นมากกว่าศักย์ไฟฟ้า 2.5, 3 และ 3.5 โวลต์ และปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนั้นเกิดได้เร็วกว่า ทั้งนี้ผลการทดลองดังกล่าวสามารถนำไปพัฒนาและต่อยอดได้อีกในอนาคต ไม่ว่าจะเป็นการทดลองสารประกอบตัวอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมแก๊สชีวภาพ การหาความเข้มข้นที่เหมาะสมที่ใช้ในการทดลอง หรือการนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมการผลิตแก๊สชีวภาพที่สามารถนำสารละลายดูดซึมกลับมาหมุนเวียนใช้ใหม่ได้ในอนาคต