คอลัมน์ “ด้วยสมองและสองมือ”
อีกหนึ่งงานวิจัยด้วยสมองและสองมือของทีมนักวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.)
รศ.ดร.วีระพงษ์ แพสุวรรณ อธิการบดี มทส.เผยว่า ผลงานวิจัย “การพัฒนาศักยภาพระบบกักเก็บพลังงานขั้นสูงด้วยเทคโนโลยีควอนตัม” ของศูนย์ความเป็นเลิศด้านวัสดุหน้าที่พิเศษขั้นสูง (Center of Excellence in Advanced Functional Materials, COE AFM) โดยมี ศ.ดร.สันติ แม้นศิริ เป็นผู้อำนวยการศูนย์ฯ จัดตั้งขึ้นเพื่อรวบรวมผู้เชี่ยวชาญรวมกลุ่มพัฒนางานวิจัยที่ตอบโจทย์ของสังคมอย่างแท้จริง จับต้องได้ที่เรียกว่า “จากหิ้งสู่ห้าง”
องค์ความรู้ที่ได้จากงานวิจัยระบบกักเก็บพลังงานขั้นสูงนี้ ถือเป็นส่วนประกอบหลักหนึ่งที่จะก่อให้เกิดเสถียรภาพในระบบผลิตไฟฟ้า ส่งเสริมการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานทดแทน และยังช่วยให้เกิดการพัฒนาขีดความสามารถด้านนี้ต่อบุคลากรภายในประเทศ ควบคู่ไปกับการศึกษาและพัฒนาองค์ความรู้ร่วมกับประเทศชั้นนำอื่นๆ โดยเชื่อมั่นว่า องค์ความรู้ที่ได้จะสามารถตอบโจทย์นโยบายพลังงานของประเทศ สร้างฐานพัฒนาเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงานให้เข้มแข็งและสามารถแข่งขันได้ในระยะยาว
ขณะที่ รศ.ดร.วรวัฒน์ มีวาสนา คณบดีสำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มทส. หัวหน้าคณะนักวิจัย เปิดเผยว่า โครงการพัฒนาศักยภาพการอัดประจุของตัวเก็บประจุยิ่งยวดด้วยเทคโนโลยีควอนตัม เป็นส่วนหนึ่งในชุดโครงการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage) โดยการสนับสนุนงบวิจัยจากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน และศูนย์ความเป็นเลิศด้านวัสดุหน้าที่พิเศษขั้นสูง มทส. ในการมุ่งตอบโจทย์การพัฒนาด้านพลังงานของประเทศ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พลังงานสะอาด (Green Energy) ซึ่งจะเข้ามาทดแทนพลังงานน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใกล้จะหมดลงในอนาคต เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซล่าเซลล์ (Solar cell) ปัจจุบันสามารถผลิตได้ในราคาที่ต่ำลงมาก แต่ยังมีข้อจำกัดในการใช้งานช่วงกลางคืนโดยจะต้องมีระบบกักเก็บพลังงานมาช่วยซึ่งปัจจุบันยังไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากราคาค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับราคาไฟฟ้าจากรัฐ และในอนาคตอันใกล้มีแนวโน้มที่จะหันมาใช้รถที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แน่นอนว่าจากโครงสร้างพื้นฐานของประเทศขณะนี้ ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้อาจไม่เพียงพอต่อการใช้งานเมื่อเทียบกับอัตราการเจริญเติบโต และรูปแบบการใช้งานที่เพิ่มสูงขึ้น
ทีมวิจัยจึงสนใจที่จะศึกษาและพัฒนาระบบกักเก็บพลังงานชนิดตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitor) โดยได้นำหลักพื้นฐานด้านเทคโนโลยีควอนตัม ที่เรียกว่า Negative electronic compressibility เข้ามาช่วยในการบีบอัดอิเล็กตรอนเชิงลบเข้าไปแทนที่ ซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้สำหรับการเพิ่มค่าความจุให้กับตัวเก็บประจุยิ่งยวด ด้วยเทคนิค Sputtering หรือการเคลือบสารที่มีสมบัติพิเศษดังกล่าวลงไปที่ขั้วไฟฟ้า
ผลจากการทดลองพบว่า ความสามารถในการอัดประจุ (Specific energy) สูงเพิ่มขึ้นได้ 3 เท่าตัว และมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน (Cycle life) แต่ใช้ปริมาณสารที่น้อยมาก อาจถือได้ว่าปริมาณดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อต้นทุนในการผลิต ซึ่งเป็นแนวทางให้ราคาลดลงต่ำกว่า 2 บาท/กิโลวัตต์ชั่วโมง
แผนการดำเนินงานระยะต่อไป คือขยายสเกลในการผลิตตัวกักเก็บพลังงานยิ่งยวด รวมทั้งการนำไปประยุกต์ใช้งานร่วมกับรถไฟฟ้า (Electric Vehicle : EV) และระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งหากผลการใช้งานมีความเสถียรเป็นที่น่าพอใจ อาจจะนำไปสู่การต่อยอดนวัตกรรมในรูปแบบ Startup
ขณะนี้อยู่ระหว่างหารือความร่วมมือกับภาคเอกชน บริษัท อีคิว เทค เอ็นเนอร์ยี่ จำกัด และ บริษัท ทีม เค พาวเวอร์ จำกัด ในการศึกษาวิเคราะห์ความเป็นไปได้ของการพัฒนาต่อยอดสร้างสรรค์เป็นนวัตกรรมเชิงพาณิชย์ต่อไป
