นักวิจัย/เจ้าของนวัตกรรม/เจ้าของข้อมูล : สาขาวิชาปิโตรเคมีและพอลิเมอร์ สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์
ผศ.ดร.อุเทน ทับทรวง อาจารย์ประจำสาขาวิชาปิโตรเคมีและพอลิเมอร์ สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ เปิดเผยว่า สถานการณ์พลังงานในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่พลังงานสะอาด เช่น พลังงานไฟฟ้า ซึ่งอุปกรณ์กักเก็บพลังงานไฟฟ้า เช่น ตัวเก็บประจุยิ่งยวด หรือแบตเตอรี่ มีแนวโน้มเป็นที่ต้องการมากขึ้น และตัวแปรสำคัญที่จะได้มาซึ่งอุปกรณ์กักเก็บประสิทธิภาพสูง คือ วัสดุขั้วอิเล็กโทรด ถ่านกัมมันต์ หรือถ่านคาร์บอนจึงถูกนำมาประยุกต์ใช้เป็นขั้วอิเล็กโทรด และปัจจุบันประเทศไทยต้องนำเข้าถ่านกัมมันต์เกรดตัวเก็บประจุยิ่งยวดมาจากต่างประเทศ ซึ่งทำจากขี้เลื่อยไม้สนและมีราคาประมาณกิโลกรัม ละ 2,500 บาท โดยมูลค่าตลาดโลกของถ่านกัมมันต์เกรดตัวเก็บประจุยิ่งยวดในปี 2020 อยู่ที่ประมาณ 200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นร้อยละ 10 ต่อปี และในปี พ.ศ. 2562 ประเทศไทยมีมูลค่าการส่งออกถ่านกัมมันต์มากกว่า 880 ล้านบาท และนำเข้ากว่า 2,000 ล้านบาท จาก จีน อินโดนีเซีย ศรีลังกา สหรัฐ ญี่ปุ่น และเยอรมนี
ที่มา ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา :
ประเทศไทยเป็นประเทศที่มีชีวมวลในปริมาณมาก โดยเฉพาะภาคใต้ ที่มีการปลูกยางพาราอย่างแพร่หลาย รวมถึงมีอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับยางพาราจำนวนมาก ทำให้ในแต่ละปีจะมีน้ำยางพารา เศษเหลือยางพารา และชีวมวลจากภาคการเกษตรและภาคอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องจำนวนมาก เช่น ขี้เลื่อยไม้ยางพารา เศษไม้ยางพารา เศษจากกระบวนการแปรรูปน้ำยางพารา เป็นต้น จึงมีศักยภาพสูงพอที่จะนำมาผลิตถ่านกัมมันต์เกรดตัวเก็บประจุยิ่งยวดได้เอง ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการนำเข้า และเพิ่มมูลค่าให้กับไม้และชีวมวลภายในประเทศ สามารถสร้างรายได้ย้อนกลับสู่เกษตรกรจากอุปสงค์และราคาไม้ยางพาราที่สูงขึ้น และยังตอบโจทย์การพัฒนาอย่างยั่งยืนอีกด้วย
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อุเทน ทับทรวง และทีมนักวิจัย ได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาคาร์บอนรูพรุนจากขี้เลื่อยไม้ยางพาราและจากน้ำยางพาราด้วยกระบวนการที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการเพื่อสร้างรูพรุนในเนื้อไม้ และเมื่อนำไปเผาจะได้เป็นถ่านคาร์บอนที่มีความเป็นรูพรุนที่มีพื้นที่ผิวสูง ปริมาตรรูพรุนมาก มีพื้นที่ผิวในการกักเก็บประจุไฟฟ้าที่สูง และมีรูพรุนที่หลากหลายรูปแบบ เช่น ไมโครพอร์และเมโซพอร์ เป็นต้น ซึ่งจะมีความเหมาะสมที่จะประยุกต์ใช้งานในรูปแบบที่แตกต่างกัน
จุดเด่นนวัตกรรม :
นักวิจัยได้วิจัยและประยุกต์ใช้คาร์บอนรูพรุนที่สังเคราะห์ขึ้นเป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน เช่น ตัวเก็บประจุยิ่งยวด งานทางด้านเซลล์เชื้อเพลิง ตัวดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารเคมีมูลค่าสูง และการพัฒนาคาร์บอนให้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีสำหรับการเปลี่ยนชีวมวลและกรดไขมันจากชีวมวลให้เป็นสารเคมีมูลค่าสูง เป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับเศษวัสดุเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมไม้แปรรูปในประเทศ และถ่านกัมมันต์ที่ได้สามารถนำไปทำเป็นอิเล็กโทรดของตัวเก็บประจุยิ่งยวด ซึ่งเป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่กำลังได้รับความสนใจในปัจจุบัน
นอกจากนี้ ยังได้ศึกษาการพัฒนาคาร์บอนรูพรุนจากชีวมวลปาล์มน้ำมัน พอลิเมอร์ชีวภาพ และพอลิเมอร์สังเคราะห์กลุ่มฟีนอลิคเรซิ่น ซึ่งก็จะทำให้ได้คาร์บอนรูพรุนที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป รวมทั้งการวิจัยวัสดุรูพรุนชนิดอื่นในห้องปฏิบัติการ เช่น วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (Metal-organic framework, MOF) วัสดุกลุ่ม Aluminosilicate เช่น ซีโอไลต์ (Zeolite) MCM SBA เป็นต้น ซึ่งใช้งานทางด้านการดูดซับ ตัวเร่งปฏิกิริยา และการเคลือบผิว
ทั้งนี้ ผลงานศึกษาวิจัยดังกล่าวยังสามารถคว้ารางวัลระดับชาติมาได้มากมาย อาทิ รางวัล Gold Award จากงานมหกรรมงานวิจัยแห่งชาติ ปี 2565 รางวัลผลงานนักศึกษาร่วมทำวิจัย เช่น รางวัลชนะเลิศระดับประเทศ Startup Thailand League 2023 โดย สำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (NIA) เป็นต้น ขอขอบคุณการสนับสนุนจากแหล่งทุนต่าง ๆ อาทิ การยางแห่งประเทศไทย หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนากำลังคน (บพค) สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม (สกสว.)
ข้อมูลเพิ่มเติมสอบถามที่ :
สาขาวิชาปิโตรเคมีและพอลิเมอร์ สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์
222 ตำบลไทยบุรี อำเภอท่าศาลา จังหวัดนครศรีธรรมราช 80160
โทรศัพท์ 0-7567-2304 – 5, 0-7567-2383 (office) , 0-7567-3400 (Call Center)
โทรสาร 0-7567-2399