การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา Dehydrogenation จาก Ni-Cu ซึ่งถูกยึดบน N-doped Activated Carbon support เพื่อสร้างแก๊สไฮโดรเจนจากสารอินทรีย์โมเลกุลเล็ก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สิดารัศมิ์ สุบงกช, วรัท โสพัศสถิตย์, ณัฐเศรษฐ ทวีรัตนพาณิชย์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สาโรจน์ บุญเส็ง, อนุสรณ์ สืบสาย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในปัจจุบันโลกเริ่มให้ความสนใจกับเเหล่งพลังงานทดเเทน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคำนึงถึงประชากรซึ่งเพิ่มขึ้นถึงสามเท่าเมื่อเทียบกับกลางศตวรรษที่ยี่สิบ นำมาสู่การค้นคว้าเกี่ยวกับการใช้งานของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีในการสังเคราะห์ การจัดเก็บเเละการขนส่งไฮโดรเจนในปัจจุบันยังสามารถได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมได้ ทั้งในด้านงบประมาณเเละประสิทธิภาพ จากปัญหาข้างต้น ทีมผู้พัฒนาจึงต้องการที่จะสร้างตัวเร่งปฏิกิริยา dehydrogenation สำหรับโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กเพื่อใช้เป็นสารเก็บไฮโดรเจน จากการศึกษางานวิจัยหลายแห่ง พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาจำนวนมากถูกสังเคราะห์โดยใช้โลหะมีตระกูล (noble metals) ที่ยึดเกาะบน N-doped activated carbon (NAC) ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ดีเเต่มีราคาสูง ทีมผู้พัฒนาจึงมุ่งที่จะสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอัตราส่วนต้นทุนต่อประสิทธิภาพที่สูง ซึ่งสามารถเเข่งขันกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีราคาแพงกว่าได้ เเละก็ลดต้นทุนลงในขณะเดียวกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาจะใช้โลหะผสมของทองเเดงและนิกเกิล ซึ่งยึดเกาะบน N-doped activated carbon (NAC) โดยโครงงานนี้ประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่การทดลองเเละทฤษฎี ส่วนของการทดลองจะศึกษาการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหะผสมของทองเเดงและนิกเกิล ซึ่งยึดเกาะบน NAC ในการเกิดปฏิกิริยา dehydrogenation โดยหาอัตราส่วน Bimetallic บนพื้นผิวของ NAC ที่ให้ประสิทธิภาพการเเละความจำเพาะในการเร่งปฏิกิริยาสูงสุด เพื่อให้เข้าใจถึงการเร่งปฏิกิริยาเคมีซึ่งอยากต่อการศึกษาด้วยวิธีการทางด้านการทดลอง ในโครงงานนี้จึงใช้ทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่นในการอธิบายกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการเกิด dehydrogenation ตลอดจนการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาเเละโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็ก โดยประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากโครงงานนี้คือสามารถสั่งเคราะห์ตัวเร่งปฎิกิริยาที่จะช่วยให้การเปลี่ยนสารให้อยู่ในรูปพลังงานทางทางเลือกที่มีประสิทธิภาพ และเข้าใจการทำงานของปฏิกิริยา dehydrogenation ที่เกิดขึ้น