การพัฒนาประสิทธิภาพตัวเก็บประจุยิ่งยวดด้วยถ่านกัมมันต์จากเปลือกข้าวโดยวิธีการฉายรังสี
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ชาลิตา สินมาก, กฤตภาส กฤษณะเดชา, พัชชานันท์ อ่อนชมจันทร์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุรนันท์ อนันตชัยศิลป์, ธนกร ความหมั่น
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบันตัวเก็บประจุยิ่งยวดมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเครื่องมือกักเก็บพลังงาน เนื่องด้วยความเร็วในการชาร์จที่สูงและอายุการใช้งานที่นาน ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้สามารถทดแทนข้อจำกัดของแบตเตอรี่ซึ่งเป็นอีกหนึ่งเครื่องมือกักเก็บพลังงานที่ถูกใช้อย่างแพร่หลายได้ เนื่องจากขั้วไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุยิ่งยวดอย่างมาก โครงงานเรื่องนี้จึงสนใจที่จะพัฒนาประสิทธิภาพของขั้วไฟฟ้า โดยวัสดุที่ใช้ประกอบเป็นขั้วไฟฟ้า คือ ถ่านกัมมันต์ที่สังเคราะห์จากเปลือกข้าวที่เหลือจากการสีข้าวในชุมชน 3 ชนิด ได้แก่ ข้าวหอมมะลิ ข้าวเหนียว และข้าวไรซ์เบอร์รี่เพื่อเป็นการลดปริมาณขยะและเพิ่มมูลค่าของเปลือกข้าว แต่ก่อนที่จะเข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์นั้น ขั้นตอนการปรับสภาพเป็นขั้นตอนที่จำเป็นเพื่อให้ได้ผลผลิตที่สูง อย่างไรก็ตามขั้นตอนการปรับสภาพที่ใช้โดยทั่วไปนั้นยังคงก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม โครงงานนี้จึงสนใจศึกษาวิธีการปรับสภาพโดยวิธีการฉายรังสีอิเล็กตรอนซึ่งเป็นวิธีการที่ควบคุมได้ง่าย ทำได้รวดเร็วและไม่ใช้สารเคมีรุนแรงซี่งเป็นมิตรมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
ในการทดสอบผลของรังสีอิเล็กตรอนที่มีต่อคุณสมบัติของถ่านกัมมันต์ แต่ละชุดทดลองจะเป็นถ่านกัมมันต์ที่ถูกฉายรังสีอิเล็กตรอน 500 kGy, 1000kGy และ 1500kGy และมีชุดควบคุมที่ไม่ถูกฉายรังสี เมื่อนำตัวอย่างไปผ่านการทดสอบคุณสมบัติเชิงโครงสร้างด้วยวิธีการ SEM & EDS elemental analysis, XPS, XRD, FTIR, FT-Raman และ Nitrogen adsorption–desorption ถ่านกัมมันต์จากการฉายรังสีปริมาณที่ต่างกันที่มีคุณสมบัติเชิงโครงสร้างที่ดีที่สุดจะถูกนำมาใช้เพื่อประกอบเป็นตัวเก็บประจุยิ่งยวด หลังจากที่นำชุดตัวอย่างทั้งหมดของข้าวทั้ง 3 ชนิดพร้อมกับชุดควบคุมอื่น ๆ มาประกอบเป็นตัวเก็บประจุยิ่งยวดแล้วจะนำไปทดสอบความสามารถเชิงเคมีไฟฟ้าด้วยวิธีการ CV, EIS และ GCD โครงงานเรื่องนี้จึงจัดทำเพื่อพัฒนาประสิทธิภาพของขั้วไฟฟ้าของตัวเก็บประจุยิ่งยวดด้วยวิธีการฉายรังสีอิเล็กตรอนซึ่งเป็นวิธีที่ไม่ก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมโดยใช้ข้าวเป็นวัตถุดิบ