รางวัลการวิจัยแห่งชาติ (วช) : รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ปี 2566 รางวัลระดับดี
รศ. ดร.เชรษฐา รัตนพันธ์ หน่วยวิจัยและนวัตกรรมด้านวัสดุอัจฉริยะ วิทยาศาสตร์. สจล.
“เซลล์ต้นแบบไฮบริดคาปาซิเตอร์แบบกึ่งของแข็ง รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ควอนตัมดอทอิเล็กโทรไลต์
และแผ่นกั้นขั้วยางพาราไทยผสมนาโนกราฟีนออกไซด์”
เป็นการพัฒนา นวัตกรรม ตัวเก็บประจุยิ่งยวดกราฟีนและแบตเตอรี่กราฟีน แบบใหม่ที่เกิดจากการใช้วัสดุ “กราฟีน” ที่ผลิตได้ภายใน สจล. จากโรงงานต้นแบบผลิตกราฟีน เป็นวัสดุมาใช้ในการประดิษฐ์
มีส่วนประกอบของขั้วไฟฟ้าแอโนดหรือขั้วลบจากวัสดุคอมโพสิตกราไฟต์นาโนและรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ และขั้วไฟฟ้าแคโทดหรือขั้วบวกจากวัสดุคอมโพสิตนิกเกิลโคบอลต์ออกไซด์ (NiCo2O4) และรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ สำหรับตัวแยกขั้วไฟฟ้าใช้วัสดุยางพาราคอมโพสิตกับกราฟีนออกไซด์ป้องกันการคายประจุจากไฟฟ้าสถิตในเซลล์ไฮบริดคาปาซิเตอร์แบบกึ่งของแข็ง ที่สำคัญยังทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับสารอิเล็กโทรไลต์ มีรูพรุนที่เหมาะสมทำให้ไอออนไหลผ่านได้ง่าย นอกจากนี้ยังใช้ รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ควอนตัมดอทที่มีขนาดเล็กมากและมีพื้นที่ผิวสัมผัสสูงเป็นส่วนหนึ่งในสารอิเล็กโทรไลต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนไอออนบวกและลบเพื่อไปทำปฏิกิริยากับขั้วแคโทดและแอโนด โดยตัวแยกขั้วไฟฟ้าจากวัสดุยางพาราคอมโพสิตกราฟีนออกไซด์มีความบางแต่แข็งแรงและยืดหยุ่นได้ ที่สำคัญมีความเป็นฉนวนสูง ทนต่อความร้อนและปฏิกิริยาเคมีได้ดี ไม่มีความร้อนสะสมภายใน น้ำหนักสุทธิเบา ส่งผลให้มีค่าความหนาแน่นพลังงานและกำลังสูง มีความ เสถียร ไม่มีความร้อนสะสม มี
ประสิทธิภาพการทำงานที่ดี และไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเซลล์ต้นแบบไฮบริดคาปาซิเตอร์แบบกึ่งของแข็งรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ควอนตัมดอทอิเล็กโทรไลต์ และแผ่นกั้นขั้วยางพาราไทยผสมนาโนกราฟีนออกไซด์ 1 กระบอก มีประสิทธิภาพขนาด 600 F/g และ 1.2 ถึง 1.6 โวลต์ โดยรอบการใช้งานที่กว่า 1000 รอบ สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงมากกว่า 50 C ที่ไม่มีการระเบิด หรือเกิดการลุกไหม้ ไม่เป็นอันตรายต่อการใช้งาน ซึ่งต้นแบบแบตเตอรี่ดังกล่าวมีราคาถูก ปลอดภัยไม่ระเบิด ใช้วัสดุภายในประเทศ ลดการนำเข้า มีประสิทธิการใช้งานที่อยู่ระหว่าง แบตเตอรี่ตะกั่วกรด และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ราคาถูกกว่ามาก
โรงงานต้นแบบผลิตกราฟีน ในคณะวิทยาศาสตร์ สจล
ได้รับทุนวิจัยสนับสนุนจาก
จากสำนักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สป.อว.) จากโครงการ “การสร้างมูลค่างานวิจัยสู่การใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ (ปั้นดาว)” ภายใต้ชื่อโครงการวิจัย “การสร้างโรงงานต้นแบบผลิตกราฟีนระบบอัตโนมัติระดับอุตสาหกรรม ในระดับกำลังการผลิต กราฟีนที่ 15 กิโลกรัมต่อเดือน (มีมูลค่าผลผลิตกราฟีนที่ 60 – 100 ล้านต่อเดือน) ซึ่งผลผลิต กราฟีนมีราคาต้นทุนการผลิตถูกกว่าการนำเข้าจากต่างประเทศ โดยโรงงานต้นแบบตั้งอยู่ที่ คณะวิทยาศาสตร์ สจล.
