ถ่านกัมมันต์จากแกลบข้าวเหนียวภายหลังการดูดซับสารสีย้อมเมทิลีนบลูสำหรับการพัฒนาตัวเก็บประจุยิ่งยวด

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ณัฏฐวรณัน สุวัฒนะพงศ์เชฏ, จิตติญาดา สุรวัฒนวิเศษ, ธัญญ์นิธิ อนุสนธิวงษ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธนกร ความหมั่น, สุรนันท์ อนันตชัยศิลป์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนกำเนิดวิทย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ตัวเก็บประจุยิ่งยวดมีอัตราการคายและเก็บประจุรวดเร็ว กำลังไฟฟ้าสูง และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ส่งผลให้การพัฒนาตัวเก็บประจุยิ่งยวดเป็นสิ่งสำคัญในการแก้ไขปัญหาความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูง โครงงานนี้เลือกใช้แกลบข้าวเหนียวในการสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์สำหรับขั้วไฟฟ้าในตัวเก็บประจุยิ่งยวด จากนั้นถ่านกัมมันต์ถูกนำมาใช้ในการดูดซับสารสีย้อมเมทิลีนบลูเพื่อเพิ่มประสิทธิจากไนโตรเจนและซัลเฟอร์ อย่างไรก็ตามขั้นตอนการปรับสภาพถ่านกัมมันต์เป็นสิ่งจำเป็น จากปัญหาที่ได้กล่าวมาข้างต้นโครงงานนี้จัดทำขึ้นเพื่อสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์จากแกลบข้าวเหนียว (GAC) และนำไปใช้ดูดซับสารสีย้อมเมทิลีนบลู (GAC_Stir) ผ่านขั้นตอนการปรับสภาพที่แตกต่างกัน ได้แก่ กระบวนการไฮโดรเทอร์มอล (GAC_Hdt) และ การฉายรังสีแกมมาที่โดส 25 kGy (GAC_25), 50 kGy (GAC_50) และ 100 kGy (GAC_100) พร้อมทั้งศึกษาคุณสมบัติของถ่านกัมมันต์ทั้งที่ผ่านและไม่ผ่านการดูดซับสารสีย้อมเมทิลีนบลู และอิทธิพลของขั้นตอนการปรับสภาพต่อประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุยิ่งยวด

จากการศึกษาพบว่าวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมทั้งหมดที่ได้กล่าวมาข้างต้นสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของถ่านกัมมันต์จากแกลบข้าวเหนียวทั้งคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีไฟฟ้า โดยค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะที่กระแสไฟฟ้าคงที่ขนาด 0.5 แอมป์ต่อกรัม GAC 69.2 ฟารัดต่อกรัม GAC_Stir 85.0 ฟารัดต่อกรัม GAC_Hdt 242.1 ฟารัดต่อกรัม และ GAC_25 127.9 ฟารัดต่อกรัมซึ่งเป็นปริมาณรังสีที่เหมาะสมที่สุด โดยพื้นที่ผิวจำเพาะของถ่านกัมมันต์ GAC, GAC_Stir, GAC_Hdt และ GAC_25 ที่ 1217.90 ตารางเมตรต่อกรัม 1156.60 ตารางเมตรต่อกรัม 1846.90 ตารางเมตรต่อกรัม และ 1003.1 ตารางเมตรต่อกรัมตามลำดับ ถ่านกัมมันต์ที่ได้พัฒนาขึ้นนี้สามารถนำไปต่อยอดในด้านอุตสาหกรรมกักเก็บพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของขั้วไฟฟ้าในตัวเก็บประจุยิ่งยวดซึ่งจะเป็นทางเลือกของพลังงานทดแทนที่ยั่งยืนต่อไปในอนาคต