การพัฒนาแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยอาศัยทฤษฎีจลนศาสตร์ไฟฟ้า และการประยุกต์ใช้หลักการคายน้ำและการลำเลียงน้ำของพืช
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
นนทพัทธ์ ชุ่มมงคล, พลกฤต ศุภผล, ชัญญา ไชยอาดูล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
จตุพร พันตรี, ธัญนันท์ สมนาม
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบัน ผู้คนหันมาสนใจสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ทำให้เกิดการสนับสนุนการใช้พลังงานสะอาด อีกหนึ่งทางเลือกที่น่าสนใจในการผลิตพลังงานสะอาดคือการใช้หลักจลนศาสตร์ไฟฟ้า (electrokinetics) โดยกระแสไฟฟ้าจะขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของความหนาแน่นของไอออนที่เกาะตัวในชั้นนำไฟฟ้า (electrical double layer) บนพื้นผิวของวัสดุที่สัมผัสกับของเหลว ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีความแตกต่างของความเปียกบนวัสดุ หลักการผลิตกระแสไฟฟ้าดังกล่าวไม่ทำให้เกิดของเสียตกค้าง แต่วัสดุที่เหมาะสมล้วนมีราคาสูง ทางคณะผู้พัฒนาจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาประสิทธิภาพของการผลิตกระแสไฟฟ้าจากหลักจลนศาสตร์ไฟฟ้าโดยใช้แกรไฟต์ (graphite) ซึ่งมีราคาต่ำ โดยหลังจากการศึกษางานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของแกรไฟต์พบว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าและตัวนำความร้อนที่ดี มีพื้นผิวเป็นรูพรุน (microporous) และมีค่าประจุบนผิวอนุภาค (zeta potential) ที่สูง เมื่อนำแกรไฟต์มาเคลือบบนวัสดุที่ดูดซับน้ำได้ดีจะทำให้เกิดความเหมาะสมต่อการผลิตกระแสไฟฟ้า ทั้งนี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพของการผลิตกระแสไฟฟ้าให้ได้อย่างต่อเนื่องด้วยหลักจลนศาสตร์ไฟฟ้า ทางคณะผู้พัฒนาจึงประยุกต์ใช้หลักการคายน้ำและการลำเลียงน้ำของพืชมาช่วยขนส่งน้ำด้วยปรากฏการณ์หลอดรูเล็ก (capillary action) โดยสามารถควบคุมปริมาณน้ำที่ไหลเข้าและไหลออกจากระบบให้อยู่ในสภาวะสมดุลได้โดยใช้การคำนวณจากสมการของ Hagen–Poiseuille ซึ่งจะสามารถรักษาระดับความเปียกบนวัสดุให้คงที่ได้ คณะผู้พัฒนาหวังเป็นอย่างยิ่งว่าการศึกษานี้จะต้นแบบในการผลิตพลังงานไฟฟ้าที่เป็นพลังงานสะอาด โดยจะช่วยลดมลภาวะในสิ่งแวดล้อมของโลกได้