การผลิตพลังงานทางเลือกจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้าจากผักตบชวา
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
วรกฤต บัวแก้ว, เจเด็น จรดล, ตรีภัทร ฉันทอุไร
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุรนันท์ อนันตชัยศิลป์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบัน ปัญหาการเพิ่มขึ้นของประชากรเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลให้การบริโภคพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด เกิดการปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเป็นจำนวนมาก เพื่อให้เกิดการหมุนเวียนของแหล่งคาร์บอน โดยที่ไม่ต้องขุดเจาะแหล่งใหม่เพิ่มมา ทางกลุ่มวิจัยจึงสนใจที่จะแปรรูปแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพลังงานทางเลือกด้วยกระบวนการรีดักชัน (CO2RR) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้า (Electrocatalyst) ที่มีส่วนประกอบหลักคือถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon) แทนที่โลหะมีตระกูล ซึ่งราคาสูงทำให้ยากต่อการใช้งานจริง ทางกลุ่มวิจัยได้เลือกใช้ต้นผักตบชวา เนื่องจากเป็นวัชพืชที่มีสัดส่วนคาร์บอนสูง โดยผ่านกระบวนการฉายลำแสงอิเล็กตรอนที่ความเข้มต่างๆ เพื่อเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเซลลูโลส แล้วนำไปให้ความร้อนในระบบปิด เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและทำให้เป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ พร้อมกับผสมสารละลายไอออนของโลหะต่างๆ ได้แก่ ทองแดง, เหล็ก และแมงกานีส จากนั้นวิเคราะห์รูปร่างของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ศึกษาโครงสร้างของผลึกด้วยเครื่อง X-Ray Diffraction วิเคราะห์ชนิดและปริมาณธาตุด้วยเทคนิก Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy จากนั้นจึงศึกษาคุณสมบัติเชิงไฟฟ้าเคมีด้วยเทคนิก Cyclic Voltammetry นอกจากนี้ทางกลุ่มวิจัยยังได้ออกแบบอุปกรณ์ต้นแบบเพื่อศึกษาประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานโดยนำสารตัวอย่างมาประกอบเป็นขั้วไฟฟ้าและดำเนินปฏิกิริยารีดักชัน แล้วจึงวิเคราะห์แก๊สผลิตภัณฑ์ด้วยเทคนิก Gas Chromatography-Mass Spectroscopy เพื่อนำอัตราส่วนและพลังงานศักย์ในการดำเนินการที่เหมาะสมไปปรับใช้ในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้าต่อไป