การเตรียมขั้วไฟฟ้าเคาร์เตอร์อิเล็กโทรดคาร์บอนคะตะลิสต์ราคาถูกจากวัสดุเหลือทิ้งภาคการเกษตรเพื่อประยุกต์ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ศุภกฤฑ คงศิริวัฒนกุล, เบญญภา วรพิทักษ์กุล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุทธิพจน์ วงศ์ฤกษ์ดี
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
โรงเรียนสาธิตแห่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน ศูนย์วิจัยและพัฒนาการศึกษา
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
แอกทิเวตเทตคาร์บอน(AC) เตรียมได้จากผักตบชวา โดยใช้กระบวนการคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิสูงร่วมกับการกระตุ้นด้วย KOH จากการตรวจสอบ AC ด้วยเทคนิครามานสเปกโทรสโกปี พบสเปกตรัม D-band และ G-band ซึ่งบ่งชี้ถึงโครงสร้างผสมแบบอะมอฟัสและแกรไฟต์ของแอกทิเวตเทตคาร์บอน และเมื่อวิเคราะห์ด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโคป (FTIR) พบพีคที่แสดงให้เห็นพันธะที่เกี่ยวข้องกับการยึดเกาะของคาร์บอน ประกอบด้วย C=C stretching C-O stretching เเละ C=C bending ซึ่งเเเสดงถึงลักษณะที่พบได้ตามธรรมชาติของวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก จากนั้นนำ AC ผสมกับอะซิโตนด้วยความเข้มข้น 10-100 มก./มล. เเละนำไปหยดลงบนกระจกนำไฟฟ้า (fluorine-doped tin oxide; FTO) เพื่อสร้างฟิล์ม AC จากการตรวจสอบสัณฐานวิทยาของฟิล์ม AC พบว่าพื้นผิวมีลักษณะขรุขระไม่สม่ำเสมอ และฟิล์มมีความหนาเฉลี่ยในช่วง 12.8-70.9 ไมโครเมตร โดยเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้น การวัดความต้านทานของฟิล์ม AC โดยเทคนิคการวัดแบบโพรบสี่จุดพบว่ามีค่าที่ลดลงจาก 350.12 MΩ/sq เป็น 34.90 kΩ/sq โดยแปรผกผันกับความหนาที่เพิ่มขึ้น จากนั้นนำฟิล์ม AC ไปใช้เป็นขั้วไฟฟ้าเคาต์เตอร์อิเล็กโทรดในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง จากผลการทดสอบประสิทธิภาพพบว่า เมื่อใช้ ฟิล์ม AC ความเข้มข้น 100 มก./มล. เป็นขั้วไฟฟ้าเคาต์เตอร์อิเล็กโทรดทำให้เซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดเป็น 1.40±0.16% โดยอยู่ในช่วงที่ใกล้เคียงกับเซลล์แสงอสทิตย์ที่ใช้เคาต์เตอร์อิเล็กโทรดแพลตตินัม (1.66±0.26%) แสดงให้เห็นว่าเคาต์เตอร์อิเล็กโทรดที่เตรียมจาก AC ที่มีต้นทุนต่ำ มีศักยภาพในการนำไปใช้เป็นขั้วไฟฟ้าเคาต์เตอร์อิเล็กโทรดทดแทนแพลตตินัมได้