ไฟฟ้าพลังต้นกล้วย ช่วยรักษ์ธรรมชาติ

โดยผลงานวิจัยและคิดค้นของนางสาวบุญช่วย ชาญประโคน อาจารย์จากโรงเรียนนวมินทราชินูทิศเตรียมอุดมศึกษาน้อมเกล้า พร้อมด้วยคณะอีก 2 คน นายชาญวิทย์ ตั้งสิริวรกุล นักศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ และนายเฉลิมชาติ มานพ จากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ผลงานวิจัยที่ได้มีชื่อผลงานว่า กรรมวิธีการทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้า โดยใช้ของเหลวที่ได้จากต้นกล้วยเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์
นางบุญช่วย กล่าวว่า การสร้างพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการใช้ของเหลวที่ได้จากต้นกล้วยเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์นี้ เกิดขึ้นจากความคิดที่ต้องการจะผลิตสื่อการเรียนการสอนที่แปลกใหม่ เพื่อทำให้ผู้เรียนเกิดความสนใจที่จะเรียนรู้ และจากการเรียนในห้องทดลองนักเรียนจะต้องใช้สารละลายกรด-ด่าง อย่างสารละลายอิเล็กโทรไลต์ คุณสมบัติของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ส่วนมากเป็นสารเคมี ซึ่งเป็นกรดอนินทรีย์ มีรสเปรี้ยวและมีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นอันตรายต่อชีวิตและร่างกาย และยังมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งสารที่มีคุณสมบัติดังกล่าวนิยมนำมาใช้เป็นสารละลายกรดซัลฟิวริก ที่นิยมใช้กันมาก คือ ใช้ในแบตเตอรี่ แต่ในปัจจุบันสามารถใช้สารละลายที่ได้จากธรรมชาติ เช่น กรดแอซิติก กรดมะนาว ซึ่งเป็นกรดอินทรีย์มาใช้เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้ แต่ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากราคาค่อนข้างแพงและเสียง่าย
ทางคณะผู้วิจัยจึงได้แนวคิดที่จะหาสารที่มีอยู่ในธรรมชาติ ซึ่งคณะผู้วิจัยได้เลือกจากพืชหลายชนิด และพบว่ากล้วย เป็นพืชท้องถิ่นที่หาได้ง่าย ผลมีรสฝาด ซึ่งเป็นคุณสมบัติของสารประเภทด่างๆ ที่สามารถนำไฟฟ้าและนำมาเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้ และกล้วยยังเป็นพืชที่มีอยู่เป็นจำนวนมากมีอยู่ทุกภาคของประเทศ ราคาไม่แพง สามารถที่จะทำสารละลายได้เป็นจำนวนมากและได้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ราคาไม่แพง และยังเป็นการช่วยชาวไร่ที่ปลูกกล้วยให้มีรายได้อีกด้วย ถ้ามีการผลิตเป็นจำนวนมากในการทดแทนกรดซัลฟิวริกที่ใช้ในแบตเตอรี่
สำหรับส่วนที่นำมาใช้เพื่อทำสารละลายอิเล็กโทรไลต์นั้นสามารถเลือกใช้ทุกส่วนของกล้วยได้ไม่ว่าจะเป็น ราก ลำต้นสดและเน่า ดอกกล้วย ผลดิบ ผลสุก แต่จากผลการทดลองพบว่าของเหลวที่ได้จากลำต้นกล้วยจะให้ค่าต่างๆ ได้สูงกว่าของเหลวที่ได้จากส่วนอื่นของต้นกล้วย และข้อดีอีกอย่างหนึ่งคือปริมาณของของเหลวที่ได้จากลำต้นจะมากกว่าส่วนอื่นของกล้วย โดยของเหลวจากลำต้นกล้วยนี้ได้มาจากการนำลำต้นกล้วยเน่า ซึ่งเป็นการเน่าตามธรรมชาติโดยไม่ได้คำนึงถึงระยะเวลา และนำต้นกล้วยเหล่านั้นมาบดให้ละเอียดด้วยการตำหรือปั่น กรองด้วยผ้าขาวบาง
หลังจากได้ของเหลวจากต้นกล้วย นำไปกลั่นโดยใช้เครื่อง Evaportor เมื่อนำของเหลวที่สกัดได้มาใช้เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่จำลอง ขนาดแรงดัน 1.5 โวลต์ จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ พบว่าสามารถใช้งานได้เป็นอย่างดี จากการทดลองมีการนำมาทดลองใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการไฟขนาด 1.5 โวลต์ ได้แก่ เกมกด เครื่องคิดเลข เครื่องเสียงขนาดย่อม ของเล่นเด็ก เป็นต้น ซึ่งเครื่องใช้ไฟฟ้าดังกล่าวสามารถใช้งานได้เป็นอย่างดี
นางบุญช่วย กล่าวต่อว่า จากการทดลองพบว่าของเหลวที่ได้จากต้นกล้วย ทำให้ได้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ชนิดใหม่ที่ปลอดภัย ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย จัดเตรียมได้ง่าย เนื่องจากกล้วยเป็นพืชเศรษฐกิจของไทยที่มีอยู่มากมาย และยังสามารถนำไปใช้เป็นสื่อการสอนที่ดี และรวมถึงเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่สะอาด ที่สามารถนำไปใช้ได้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลงานการประดิษฐ์คิดค้นนี้ ได้รับรางวัลชมเชย รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประจำปี 2546 จากสภาวิจัยแห่งชาติ ทั้งนี้ ทางทีมวิจัย คาดหวังว่าผู้ประกอบการที่ต้องใช้สารเคมี เช่น กรดซัลฟิวริก ให้หันมาใช้พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการใช้ของเหลวที่ได้จากต้นกล้วยเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เพราะเป็นพลังงานจากธรรมชาติ ที่สามารถใช้ทดแทนกันได้และคุณสมบัติใกล้เคียงกัน และราคาถูกกว่ามาก และไม่เป็นอันตรายต่อผู้นำไปใช้และไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม จากสรุปผลทดลอง จะพบว่าพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการใช้ของเหลวที่ได้จากต้นกล้วยเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ สามารถนำมาใช้ทดแทนสารเคมี เช่น กรดซัลฟิวริกได้ และจากการทดลองดังกล่าวทำให้ทราบว่าของเหลวที่ได้จากลำต้นกล้วยเน่าด้วยวิธีการกรองจะได้ค่าพลังงานไฟฟ้าได้มากที่สุด และค่าพลังงานไฟฟ้าดังกล่าวจะให้ค่าพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้น ด้วยการต่อแบบหลายเซลล์ และจากการทดลองได้จำลองเป็นแบตเตอรี่เพื่อประยุกต์ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดย่อม ซึ่งสามารถใช้งานได้ดีและถ้ามีการใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ก็น่าจะทำได้ดีเช่นกัน แต่อย่างไรก็ตาม สำหรับการทดลองเปรียบเทียบกับสารละลายกรดซัลฟิวริก สิ่งหนึ่งที่อาจจะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนคือการเปรียบเทียบในหน่วยที่ต่างกัน โดยสารละลายกรดซัลฟิวริกจะมีหน่วยเป็น โมล/ลิตร ส่วนของเหลวที่ได้จากต้นกล้วยจะเทียบเป็นความเข้มข้น 100%
ที่มา: หนังสือพิมพ์ Thaipost 27 มค. 2546.

เถ้าลอยขยะโรงไฟฟ้า นวัตถกรรมสร้างประโยชน์

การก่อสร้างอาคาร ท่าเรือในพื้นที่ใกล้ทะเลหรือติดทะเลจะพบว่าสิ่งก่อสร้างริมทะเลจะมีลักษณะการแตกของเนื้อปูน หรือสีของสนิมที่ซึมออกมาจากเหล็กที่ใช้เป็นโครงสร้างภายในคอนกรีตนั้น ซึ่งความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับเนื้อคอนกรีตและเนื้อเหล็กนี้ ล้วนมีผลต่อโครงสร้างและทำให้อายุขัยของอาคารหรือสิ่งก่อสร้างนั้นสั้นกว่าปกติมาก สาเหตุหนึ่งที่ทำให้คอนกรีตเหล่านี้มีอายุสั้นลงมีคำอธิบายจาก รศ.ดร.พิชัย นิมิตยงกุล จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเซียว่าสาเหตุสำคัญ 2 ประการ คือ เนื้อคอนกรีตถูกกัดกร่อนโดยความเค็มจากเหลือคลอไรด์ และสารประกอบซัลเฟต ที่มากับลมทะเลหรือสัมผัสกับน้ำทะเลโดยตรงและการที่ความชื้นจากภายนอกสามารถแทรกผ่านเนื้อคอนกรีตไปทำให้เหล็กเกิดสนิมได้ “แม้ว่าดูภายนอกคอนกรีตเป็นเสาหรือผนังทึบ แต่จริงๆ คอนกรีตที่เกิดจากกการผสมของปูนซีเมนต์ หิน และทราบ โดยมีน้ำนั้น ภายในเนื้อคอนกรีตยังมีช่องว่างขนาดเล็กอยู่ ทั้งนี้เพราะเมื่อคอนกรีตเริ่มแข็งตัวจะมีน้ำจำนวนหนึ่งระเหยออกไป ทำให้เกิดช่องว่างระหว่างเนื้อของคอนกรีตขึ้นโดยที่เนื้อของปูนซิเมนต์ไม่สามารถแทรกเข้าไปในช่องว่างนี้ได้หมดเนื่องจากตัวของมันมีขนาดใหญ่เกินไปและมีรูปทรงเป็นเหลี่ยมค่อนข้างมาก ช่องว่างเหล่านี้อากาศหรือน้ำสามารถแทรกตัวเข้ามาได้ ซึ่งบริเวณชายทะเลจะมีสารประกอบซัลเฟตและคลอไรด์ปนอยู่ในปริมาณสูง สารทั้งสองชนิดจะทำให้เนื้อปูนซิเมนต์แตกเป็นผงเล็กๆ ขณะเดียวกันจะทำให้เหล็กที่เป็นโครงสร้างหลักภายในเกิดเป็นสนิมและขยายตัวจนดันให้คอนกรีตรอบนอกแตกออก สุดท้ายก็ทำให้โครงสร้างนั้นหมดสภาพการใช้งานไปอย่างรวดเร็ว” ปัญหาการเสื่อมสภาพของสิ่งก่อสร้างริมทะเล กำลังเป็นปัญหาในแง่เศรษฐกิจให้กับภาคเอกชนและภาครัฐอย่างต่อเนื่อง เพราะในการแก้ปัญหาด้วยการซ่อมแซมก็จะมีค่าใช้จ่ายที่ไม่มีที่สิ้นสุด ขณะเดียวกันการสร้างโดยใช้ปูนชนิดพิเศษก็จะทำให้ต้นทุนสูงมาก สำรวจโลกสิ่งแวดล้อมได้คำตอบว่าการใช้เถ้าลอย หรือเถ้าถ่านหิน มาผสมกับปูนซิเมนต์ สำหรับหล่อคอนกรีตเพื่อก่อสร้างอาคารริมทะเล รศ.ดร.พิชัย ขยายข้อข้องใจว่า “จริงๆ แล้วเถ้าลอยคือของเหลือใช้จากขบวนการเผาถ่านหิน และขณะนี้แหล่งเถ้าลอยที่ใหญ่ที่สุดในประเทศไทยคือโรงไฟฟ้าแม่เมาะ เถ้าลอยเป็นขยะตัวหนึ่งที่นำไปทิ้งไว้ด้านหลังโรงไฟฟ้าปีละนับล้านๆ ตัน แต่ขณะนี้มีการวิจัยยืนยันได้ว่าเถ้าลอยเหล่านี้สามารถนำมาใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้างเพื่อเสริมแทนการใช้ปูนซิเมนต์ได้เป็นอย่างดี โดยเฉพาะกับงานคอนกรีตเพื่อทนการกัดกร่อนทั้งหลาย” จากแนวความคิดการนำขยะเถ้าลอยมาใช้ประโยชน์ กลุ่มพัฒนาการใช้ประโยชน์เถ้าลอยลิกไนต์ไทย ซึ่งประกอบด้วยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย และนักวิจัยจากหลายสถาบันการศึกษารวม13 ท่าน จึงได้มีการศึกษาคุณสมบัติของเถ้าลอยในด้านต่างๆ เพื่อทำให้ของเหลือใช้นี้กลายเป็นของมีค่าให้จงได้ โดย รศ.ดร.ชัย จาตุรพิทักษ์กุล จากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ซึ่งหนึ่งในทีมนี้ ได้ทำการศึกษาถึงความทนทานต่อการกัดกร่อนของคอนกรีตที่ใช้เถ้าลอยเป็นส่วนผสม และพบว่าเถ้าลอยสามารถช่วยให้คอนกรีตทนต่อความเค็มและซัลเฟตได้ดีขึ้นเป็นอย่างมาก “เนื่องจากเถ้าลอยจากโรงไฟฟ้าแม่เมาะมีขนาดค่อนข้างเล็ก และมีรูปทรงกลม หากผสมเถ้าลอยไปในการผสมคอนกรีต ช่องว่างของเนื้อคอนกรีตจะถูกเติมเต็มด้วยเม็ดเถ้าลอย จนทำให้เนื้อของคอนกรีตแน่นขึ้น ซึ่งนอกจากมีผลให้คอนกรีตแท่งนั้นทนต่อแรงอัดได้ดีขึ้นแล้ว ความชื้นและอากาศจะแทรกเข้าไปได้ยากมาก และป้องกันเนื้อปูนและเหล็กที่อยู่ภายในไม่ให้ถูกทำลายจากความเค็ม อันทำให้คอนกรีตที่ผสมเถ้าลอยสามารถทนต่อความเค็มและกัดกร่อนจากสารเคมีได้ดีกว่าคอนกรีตปกติมาก” ทีมสำรวจสิ่งแวดล้อม ยังพบว่าคุณสมบัติที่ช่วยให้คอนกรีตทนความเค็มและการกัดกร่อนได้แล้วเถ้าลอย ยังมีจุดประเด่นอื่นๆ เช่น ทำให้คอนกรีตทนแรงอัดได้ดีขึ้น หรือเนื้อคอนกรีตมีความสามารถในการไหลดีกว่าเดิม ทำให้เถ้าลอยถูกนำไปใช้ในสิ่งก่อสร้างอื่นๆ อีกมากมาย ตั้งแต่เขื่อนคลองท่าด่าน ที่เป็นเขื่อนบดอัดยาวที่สุดในโลก หรือฐานรากของรถไฟฟ้าใต้ดิน และขณะนี้สิ่งที่เคยถูกทิ้งเป็นขยะของโรงไฟฟ้าแม่เมาะ ได้กลายเป็นสินค้าขายดีที่ต้องสั่งซื้อเข้ามา

ที่มา: หนังสือพิมพ์ สยามรัฐ 21 มค. 2546.