ตัวเก็บประจุยิ่งยวดจากนาโนเซลลูโลสผสมคาร์บอนที่ได้จากส่วนเหลือทิ้งของข้าวโพด

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

เมธาสิทธิ์ ตันติพลับทอง, ชญุตพล ่่่ืืปุณยรัตน์ยืนยง, มัญชรัตน์ ตั้งตรงกิจเจริญ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ภาณุพงศ์ ภูทะวัง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนกำเนิดวิทย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในยุคปัจจุบัน ตัวเก็บประจุที่ใช้กันส่วนใหญ่คือแบตเตอรี่ลิเธียม เนื่องจากมีความสามารถในการเก็บประจุได้เป็นอย่างดี แต่การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมมีอุปสรรคมากมาย เช่น อัตราการเก็บและคายประจุที่ต่ำ มีข้อจำกัดในความทนทานต่อสารเคมี และการเสื่อมสภาพหลังการใช้งานซ้ำ ๆ ในปัจจุบันตัวเก็บประจุชนิดอื่น ๆ ได้มีการค้นพบและพัฒนากันอย่างกว้างขวาง หนึ่งในตัวเลือกที่น่าสนใจคือ ตัวเก็บประจุยิ่งยวด เนื่องจากมีอัตราการเก็บและคายประจุที่สูง ทนต่อสารเคมี และมีอายุการใช้งานนานกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป อีกทั้งยังมีประสิทธิภาพในการเก็บประจุสูง แต่เนื่องจากว่าวัสดุที่นำมาผลิตตัวเก็บประจุยิ่งยวดนี้ ไม่สามารถย่อยสลายตามธรรมชาติ จึงทำให้ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุผลดังกล่าวทำให้เกิดงานวิจัยที่ผลิตตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่มีประสิทธิภาพและย่อยสลายตามธรรมชาติได้ และทำการทดสอบและพัฒนาประสิทธิภาพในการทำงานของตัวเก็บประจุยิ่งยวดเพื่อนำไปใช้งานได้้จริง

งานวิจัยนี้ใช้เปลือกข้าวโพดและซังข้าวโพดในการสังเคราะห์เซลลูโลสและคาร์บอน เปลือกข้าวโพดที่นำมาใช้ถูกนำไปผ่านกระบวนการทางเคมีต่าง ๆ เพื่อสังเคราะห์นาโนเซลลูโลส ซังข้าวโพดนำมาเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างคาร์บอน จากนั้นนำคาร์บอนเตรียมได้จากผสมกับนาโนเซลลูโลสในอัตราส่วนต่าง ๆ เพื่อที่จะหาอัตราส่วนระหว่างคาร์บอนและนาโนเซลลูโลสที่เหมาะสมในการเก็บประจุ คาร์บอนผสมนาโนเซลลูโลสที่ได้ทำมาวิเคราะห์ทางกายภาพ เคมี และความสามารถในการเก็บประจุเมื่อเตรียมตัวอย่างอยู่ในรูปเซลล์กระดุม จากนั้นยังทำการเพิ่มความสามารถในการเก็บประจุด้วยการฝังตัวด้วยอนุภาคนาโนนิกเกิลออกไซด์ในคาร์บอน โดยคาร์บอนที่มีอนุภาคนิกเกิลออกไซดผสมนาโนเซลลูโลสมีความสามารถในการเก็บประจุมากกว่าคาร์บอนผสมนาโนเซลลูโลสถึง 800 เท่า ผลการทดลองทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่า ขยะเกษตรกรรมสามารถนำมาใช้พัฒนาตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่มีประสิทธิภาพเทียบเท่าตัวเก็บประจุยิ่งยวดในท้องตลาดได้ และยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มมูลค่าให้กับขยะเกษตรกรรม แต่ยังส่งผลต่อการวิจัยเรื่องอนุภาคนาโนและพัฒนาการเก็บประจุโดยใช้พื้นฐานทางด้านนาโนเทคโนโลยีต่อไป