“เราสามารถนำของเหลือใช้อย่างแกลบและขยะโซลาร์เซลล์มาทำให้เป็นวัสดุขั้วไฟฟ้า ที่มีชื่อว่านาโนซิลิกอน ในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนได้ บ้านเรามีแกลบเป็นของเหลือทิ้งทางการเกษตรปริมาณมหาศาล แต่ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมมูลค่าไม่สูงมาก แถมมูลค่าเหล่านั้นไม่ได้คืนกลับสู่เกษตรกรแต่อย่างใด นอกจากนี้ยังมีขยะโซลาร์เซลล์ ที่หมดอายุการใช้งานราว 4,000 ตัน ในปี 2565 คาดการณ์ว่าอีก 20 ปีข้างหน้าขยะโซลาร์เซลล์จะมีปริมาณเพิ่มขึ้นถึงหลักล้านตัน และบ้านเราไม่มีกระบวนการนำโซลาร์เซลล์ที่พังมารีไซเคิลเป็นแผงโซลาร์เซลล์ใหม่ หรือผลิตเป็นอย่างอื่น เพราะมองว่าต้นทุนสูง ไม่คุ้มที่จะลงทุน ที่ผ่านมาจึงกำจัดด้วยการทิ้งในหลุมฝังกลบแทบทั้งหมด เมื่อฝนตก น้ำท่วม สารเคมีที่อยู่ในนั้นก็อาจจะส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมได้”
รศ.ดร.นงลักษณ์ มีทอง อาจารย์สาขาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ผู้อำนวยการโรงงานแบตเตอรี่และพลังงานยุคใหม่ มหาวิทยาลัยขอนแก่น บอกถึงโครงการที่ได้รับรางวัลชนะเลิศด้านสังคมและสิ่งแวดล้อม ประเภทหน่วยงานภาครัฐ จากรางวัลนวัตกรรมแห่งชาติ ประจำปี 2566 จากสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ NIA
...
ที่สามารถนำ “แกลบ” และ “ขยะโซลาร์เซลล์” เข้าไปยืนในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่คาดการณ์ว่าจะมีมูลค่าสูงถึง 1.8 แสนล้านดอลลาร์สหรัฐฯในอีกไม่ถึง 10 ปีนี้
รศ.ดร.นงลักษณ์ อธิบายต่อไปว่า แบตเตอรี่มีส่วนประกอบสำคัญและมีมูลค่าสูงอยู่ 2 ส่วน คือ ขั้วไฟฟ้าฝั่งขั้วบวก หรือแคโทด (Cathode) ซึ่งมีองค์ประกอบเป็นสารประเภทลิเทียม ขั้วไฟฟ้าฝั่งขั้วลบ หรือแอโนด (Anode) มีองค์ประกอบเป็นสารประเภทกราไฟท์และซิลิกอน ปัจจุบันผู้ผลิตแบตเตอรี่รายใหญ่ของประเทศไทยยังนำเข้าวัสดุเคมีภัณฑ์ทั้งขั้วบวกและขั้วลบจากต่างประเทศ 100%
เพราะบ้านเราไม่มีเหมืองแร่เหมือนออสเตรเลีย และอเมริกาใต้ ซึ่งขั้นตอนกว่าจะได้วัสดุเคมีภัณฑ์ประเภทซิลิกอนมานั้น ต้องดูดทรายจากทะเลมาเผาด้วยอุณหภูมิกว่า 2,000 ๐C หรือขุดภูเขาหาแร่ควอตซ์ การทำเหมืองจึงจัดเป็นอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานสูง หากไทยมีวัสดุที่จะช่วยให้การผลิตแบตเตอรี่เกิดขึ้นได้โดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม แถมยังช่วยลดการเกิดขยะให้กับโลก ก็ถือเป็นตัวเลือกที่ควรได้รับการพัฒนา
ทั้งนี้โซลาร์เซลล์ 1 แผงจะมีซิลิกอนประมาณ 1 กก. ส่วนแกลบก็เป็นพืชที่มีส่วนผสมของซิลิกอน สูงที่สุดในบรรดาพืชทั้งหมดที่เรามี ดังนั้นเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่มหาวิทยาลัยขอนแก่นพัฒนาขึ้น จะเป็นการสกัดวัสดุที่ชื่อว่า “นาโนซิลิกอน” จากแกลบและแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อใช้ผลิตเป็นขั้วลบในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ซึ่งการเอาแกลบมาทำเป็นนาโนซิลิกอนจะใช้อุณหภูมิในการเผาต่ำกว่า 600-700 ๐C น้อยกว่าการใช้พลังงานในอุตสาห กรรมการผลิตแร่รูปแบบเหมืองหลายเท่าตัว เพราะการทำเหมืองมันคือการขุด เผา ล้าง และทำลาย จึงส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูง ต่างจากนาโนซิลิกอนที่ได้จากแกลบและขยะโซลาร์เซลล์ ซึ่งนอกจากจะมีประสิทธิภาพมากกว่าวัสดุนาโนซิลิกอนรูปแบบเดิมแล้วยังช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งมีกระบวนการสังเคราะห์ที่ง่ายกว่า คนผลิตได้รับความเสี่ยงจากอันตรายที่ต่ำกว่า จึงช่วยลดต้นทุนการผลิตให้กับประเทศไปได้หลายเท่า
...
ปัจจุบันนาโนซิลิกอนจากแกลบและแผงโซลาร์เซลล์ที่มหาวิทยาลัยขอนแก่นพัฒนาขึ้น ถูกใช้เป็นวัสดุขั้วลบในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่สามารถรองรับการทำงานได้หลากหลาย ทั้งกลุ่มอุปกรณ์พกพา กลุ่มการเดินทางและขนส่ง และกลุ่มกักเก็บพลังงาน ซึ่งแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่มีซิลิกอนเข้าไปเป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตจะมีจุดเด่นตรงที่น้ำหนักเบา เก็บพลังงานความจุไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นอย่างน้อยร้อยละ 15 ทำให้ยานยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ชนิดนี้ มีระยะการขับเคลื่อนได้ไกลกว่าเดิม ลดโอกาสการระเบิด ปลอดภัยกว่าวัสดุที่ใช้ในท้องตลาดทั่วไป และรองรับการชาร์จเร็วกว่าเดิม 4 เท่า.
...
กรวัฒน์ วีนิล
คลิกอ่าน "ข่าวเกษตร" เพิ่มเติม