Skip to content
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC)

ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC)

  • หน้าหลัก
  • เกี่ยวกับนาโนเทค
    • เกี่ยวกับ NANOTEC
    • ผู้บริหาร
    • คณะกรรมการบริหารศูนย์ ฯ
    • รายงานประจำปี
    • NANOTEC Newsletters
    • เยี่ยมชม
    • ติดต่อกับนาโนเทค
      • ร้องเรียนเกี่ยวกับจริยธรรมวิจัย
      • ร้องเรียนเรื่องทั่วไป
      • ร้องเรียนการทุจริตและประพฤติมิชอบ
  • งานวิจัยและพัฒนา
    • Nanoencapsulation Research Group (NCAP)
      • Nanolife and Cosmeceuticals Research Team (NLC)
      • Nanomedicine and Veterinary Research Team (NMV)
    • Nanocatalysis and Molecular Simulation Research Group (NCAS)
      • Catalyst Research Team (CAT)
      • Nanoscale Simulation Research Team (SIM)
      • Artificial Photosynthesis (AP)
      • Nanoinformatics and artificial intelligence research team (NAI)
    • Advanced Nano-characterization and Safety Research Group (ANCS)
      • Nano Safety and Bioactivity Research Team (NSB)
      • Monitoring and Process Engineering Research Team (MAP)
      • Nano-characterization Team (NCH)
    • Nanohybrids and Coating Research Group (NHIC)​
      • Environmental Nanotechnology Research Team (ENV)
      • Nanohybrids for Industrial Solutions Research Team (NIS)
      • Innovative Nanocoating Research Team (INC)
      • Nanofunctional Fiber Research Team (NFT)
    • Responsive Materials and Nanosensor Research Group (RMNS)
      • Nanodiagnostics Device Research Team (NDx)
      • Nanoneedle Research Team (NND)
      • Responsive Nanomaterials Research Team (RNM)
    • + Nano Agricultural Chemistry and Processing Research Team (ACP)​
  • นวัตกรรมนาโนเทค
    • เทคโนโลยีพร้อมถ่ายทอด
    • NANOTEC COVID-19 R&D
      • NanoCOVID-19 Antigen Rapid test
      • nSPHERE Pressurized Helmet
    • นวัตกรรมนาโนเทคใน Thailand Tech Show
  • งานบริการ
    • ด้านการวิจัยและพัฒนา
    • ด้านการวิเคราะห์ทดสอบ
      • บริการเครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ
      • บริการทดสอบผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ
      • บริการทดสอบผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อสุขภาพ
      • บริการทดสอบความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและฤทธิ์ทางชีวภาพด้วยโมเดลปลาม้าลาย
    • โรงงานต้นแบบผลิตอนุภาคนาโนและเครื่องสำอาง
  • ข่าวและประกาศ
    • ข่าวและประกาศ
    • ร่วมงานกับนาโนเทค
    • จัดซื้อจัดจ้าง
  • บุคลากร
    • ฝ่ายวิจัยและพัฒนา
    • ฝ่ายสนับสนุน
  • ความร่วมมือกับพันธมิตร
    • หน่วยงานพันธมิตรในประเทศ
    • หน่วยงานพันธมิตรต่างประเทศ
    • โครงการศูนย์เครือข่ายการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี (Research Network of NANOTEC : RNN)
    • สถานร่วมวิจัย มทส.-นาโนเทค-สซ. เพื่อการใช้แสงซินโครตรอน
  • รู้จักนาโนเทคโนโลยี
    • เอกสารเผยแพร่
    • นาโนน่ารู้
    • ความปลอดภัยด้านนาโนเทคโนโลยี
      • บทบาทของงาน NSA
      • เอกสารเผยแพร่
        • สำหรับผู้ประกอบการ
        • สำหรับภาครัฐและประชาชน
      • สถานการณ์นาโนเทคโนโลยี
  • EN
  • หน้าหลัก
  • เกี่ยวกับนาโนเทค
    • เกี่ยวกับ NANOTEC
    • ผู้บริหาร
    • คณะกรรมการบริหารศูนย์ ฯ
    • รายงานประจำปี
    • NANOTEC Newsletters
    • เยี่ยมชม
    • ติดต่อกับนาโนเทค
      • ร้องเรียนเกี่ยวกับจริยธรรมวิจัย
      • ร้องเรียนเรื่องทั่วไป
      • ร้องเรียนการทุจริตและประพฤติมิชอบ
  • งานวิจัยและพัฒนา
    • Nanoencapsulation Research Group (NCAP)
      • Nanolife and Cosmeceuticals Research Team (NLC)
      • Nanomedicine and Veterinary Research Team (NMV)
    • Nanocatalysis and Molecular Simulation Research Group (NCAS)
      • Catalyst Research Team (CAT)
      • Nanoscale Simulation Research Team (SIM)
      • Artificial Photosynthesis (AP)
      • Nanoinformatics and artificial intelligence research team (NAI)
    • Advanced Nano-characterization and Safety Research Group (ANCS)
      • Nano Safety and Bioactivity Research Team (NSB)
      • Monitoring and Process Engineering Research Team (MAP)
      • Nano-characterization Team (NCH)
    • Nanohybrids and Coating Research Group (NHIC)​
      • Environmental Nanotechnology Research Team (ENV)
      • Nanohybrids for Industrial Solutions Research Team (NIS)
      • Innovative Nanocoating Research Team (INC)
      • Nanofunctional Fiber Research Team (NFT)
    • Responsive Materials and Nanosensor Research Group (RMNS)
      • Nanodiagnostics Device Research Team (NDx)
      • Nanoneedle Research Team (NND)
      • Responsive Nanomaterials Research Team (RNM)
    • + Nano Agricultural Chemistry and Processing Research Team (ACP)​
  • นวัตกรรมนาโนเทค
    • เทคโนโลยีพร้อมถ่ายทอด
    • NANOTEC COVID-19 R&D
      • NanoCOVID-19 Antigen Rapid test
      • nSPHERE Pressurized Helmet
    • นวัตกรรมนาโนเทคใน Thailand Tech Show
  • งานบริการ
    • ด้านการวิจัยและพัฒนา
    • ด้านการวิเคราะห์ทดสอบ
      • บริการเครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ
      • บริการทดสอบผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ
      • บริการทดสอบผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อสุขภาพ
      • บริการทดสอบความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและฤทธิ์ทางชีวภาพด้วยโมเดลปลาม้าลาย
    • โรงงานต้นแบบผลิตอนุภาคนาโนและเครื่องสำอาง
  • ข่าวและประกาศ
    • ข่าวและประกาศ
    • ร่วมงานกับนาโนเทค
    • จัดซื้อจัดจ้าง
  • บุคลากร
    • ฝ่ายวิจัยและพัฒนา
    • ฝ่ายสนับสนุน
  • ความร่วมมือกับพันธมิตร
    • หน่วยงานพันธมิตรในประเทศ
    • หน่วยงานพันธมิตรต่างประเทศ
    • โครงการศูนย์เครือข่ายการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี (Research Network of NANOTEC : RNN)
    • สถานร่วมวิจัย มทส.-นาโนเทค-สซ. เพื่อการใช้แสงซินโครตรอน
  • รู้จักนาโนเทคโนโลยี
    • เอกสารเผยแพร่
    • นาโนน่ารู้
    • ความปลอดภัยด้านนาโนเทคโนโลยี
      • บทบาทของงาน NSA
      • เอกสารเผยแพร่
        • สำหรับผู้ประกอบการ
        • สำหรับภาครัฐและประชาชน
      • สถานการณ์นาโนเทคโนโลยี
  • EN
NANOTEC Newsletter No. 10 : Cover Story

NANOTEC Newsletter No. 10 : Cover Story

15/11/202119/11/2021 Salinee Tubpila NANOTEC NEWSLETTER

CO2 Utilization: เทคโนโลยีเปลี่ยน “คาร์บอนไดออกไซด์”
เป็น “สารเคมี” มีมูลค่า

 

ณ วินาทีนี้ พวกเราคงทราบกันดีแล้วว่า ภาวะโลกร้อนไม่ได้เป็นเรื่องไกลตัวอีกต่อไป เพราะอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกที่เพิ่มสูงขึ้นอันเนื่องมาจากการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกิจกรรมของมนุษย์ นั้นเริ่มแสดงผลกระทบให้เป็นที่ประจักษ์แล้ว ทั้งภาวะสภาพอากาศแปรปรวนรุนแรง น้ำทะเลหนุน และภัยแล้ง ซึ่งล้วนส่งผลกระทบโดยตรงต่อระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายบนโลก เพื่อที่จะหยุดยั้งผลกระทบที่ไม่อาจย้อนคืนได้นี้ มนุษยชาติจะต้องช่วยกันลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่สะสมในชั้นบรรยากาศอย่างเร่งด่วน แน่นอนว่าวิธีการแก้ปัญหาในอุดมคติคือการหยุดปลดปล่อยก๊าซเหล่านี้ในทันที แต่ในความเป็นจริง เราไม่อาจทำเช่นนั้นได้ เพราะกิจกรรมเชิงเศรษฐกิจและสังคมทุกอย่างของมนุษย์ล้วนเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไม่ว่าทางใดทางหนึ่ง แต่หากเราสามารถนำก๊าซ CO2 ตัวการหลักที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกมาใช้ประโยชน์ได้ แทนที่จะปลดปล่อยมันออกไปล่ะ?

NANOTEC Newsletter ฉบับนี้จะพาไปคุยกับ “ดร.ปอง-ปองกานต์ จักรธรานนท์” ตัวแทนจากทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาและการคำนวณระดับนาโน (NCAS) ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กับเทคโนโลยีเปลี่ยนก๊าซ CO2 ให้มีมูลค่า (CO2 Utilization) เทคโนโลยีอนาคตที่ดีต่อโลก ดีต่อใจ

ดร.ปอง เล่าถึงโครงการวิจัยเรื่องเทคโนโลยีการเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยานาโนขั้นสูงเพื่อการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเชื้อเพลิงและสารเคมี นำโดย ดร.ขจรศักดิ์ เฟื่องนวกิจ ที่ได้รับทุน บพค. (หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนากำลังคน และทุนด้านการพัฒนาสถาบันอุดมศึกษา การวิจัยและการสร้างนวัตกรรม) ว่าการเปลี่ยน CO2 เป็นสารเคมีที่มีประโยชน์นั้นเป็นยุทธวิธีหนึ่งของ เทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture, Utilization, and Storage: CCUS) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญอย่างมากสำหรับโลกปัจจุบันและอนาคต เพราะนอกจากอาจจะช่วยลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่สะสมในชั้นบรรยากาศแล้ว ยังตอบโจทย์ภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการเปลี่ยนก๊าซ CO2 อันเป็นของเสีย ให้กลายเป็นเชื้อเพลิงหรือสารเคมีที่มีมูลค่า สร้างแรงจูงใจทางเศรษฐกิจให้กับการจัดการก๊าซเรือนกระจกอีกด้วย

แต่การจะนำ CO2 มาใช้งานเป็นเชื้อเพลิงหรือสารเคมีนั้นมีความท้าทายอย่างยิ่ง เพราะพันธะของคาร์บอนและออกซิเจนนั้นมีความแข็งแรงมาก การจะเปลี่ยนแปลงพันธะดังกล่าวเพื่อให้เกิดสารเคมีที่มีประโยชน์ เช่น ไฮโดรคาร์บอน หรือ แอลกอฮอล์ ต้องอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าช่วย โครงการวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายหลักคือ การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยานาโนที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเปลี่ยนก๊าซ CO2 ให้เป็นสารเคมี ผ่านการทำปฏิกิริยา 2 วิธีแตกต่างกัน คือการให้พลังงานความร้อน และการให้พลังงานไฟฟ้า โจทย์นี้เกิดจากการร่วมมือกันระหว่างภาควิชาวิศวกรรมเคมี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ นำโดย ศาสตราจารย์ ดร.เมตตา เจริญพานิช ผู้เชี่ยวชาญด้านการทำปฏิกิริยาเคมีความร้อน และทีม NCAS ณ นาโนเทค ซึ่งรับหน้าที่พัฒนากระบวนการเชิงเคมีไฟฟ้า รวมทั้งศึกษากลไกการทำปฏิกิริยาในระดับอะตอมผ่านการจำลองเชิงทฤษฎี

ดร.ปองอธิบายว่า กระบวนการเปลี่ยน CO2 เป็นสารเคมีนั้นต้องอาศัยปฏิกิริยารีดักชัน ซึ่งทำได้ทั้งที่อุณหภูมิและความดันสูง ดังที่ทีม ม.เกษตร ทำ หรือการใช้พลังงานไฟฟ้ากระตุ้น ซึ่งทำได้ที่อุณหภูมิและความดันต่ำ และเมื่อนำระบบเคมีไฟฟ้านี้มาเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานทดแทน จะได้กระบวนการเปลี่ยน CO2 เป็นสารเคมีที่ไม่ต้องพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลเลย ตอบโจทย์เรื่องการลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโลกอย่างแท้จริง

“จุดเด่นของโครงการวิจัยนี้ คือ การทำงานเป็นทีมใหญ่ แต่ถึงองคาพยพจะมาก ภายใต้การจัดการของ ดร.ขจรศักดิ์ พวกเราทำงานอย่างไร้รอยต่อ เพราะทุกคนและทุกส่วนทำงานเสริมกัน เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความจำเพาะสูง นำโดย ดร.บุญรัตน์ รุ่งทวีวรนิตย์ และ ดร.ธีระ บุตรบุรี และทีมนักเคมีทฤษฎีของ ดร.ผุศนา หิรัญสิทธิ์ และ ดร.สุภาวดี นาเมืองรักษ์ ที่ใช้การจำลองระดับนาโนในการศึกษากลไกของตัวเร่ง [1], [2] และทีมวิศวกรรมอีกหลายชีวิต ที่ช่วยกันออกแบบและดูแลระบบให้ทัดเทียมมาตรฐาน” ดร.ปอง กล่าว พร้อมยกตัวอย่างผลงานตีพิมพ์ล่าสุดในโครงการ [3] โดย ดร. ศรัณญา จันทราภิรมย์ และ ดร. บุญรัตน์ ที่ออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมประเภท Metal-Organics Framework ที่สามารถเร่งปฏิกิริยารีดักชันเชิงเคมีไฟฟ้าเพื่อผลิต เอทิลีน และ เอทานอล จาก CO2 ได้

“โจทย์การเปลี่ยน CO2 เป็นเอทิลีน ก็น่าสนใจมาก เพราะเราสามารถนำเอทีลีนมาผลิตพลาสติกได้หลากหลาย เป็นการนำ CO2 มาใช้ใหม่แบบครบวงจร circular economy โดยทั่วไปแล้วการนำคาร์บอนจาก CO2 2 โมเลกุลมาเชื่อมต่อกันเป็นปฏิกิริยาที่ยากมากๆ โดยเฉพาะที่อุณหภูมิห้อง แต่เราพบว่าหากออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม เช่น การสร้างอัลลอยด์ของโลหะ 2 ชนิด จะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งขึ้นได้ถึง 5 เท่าเทียบกับการใช้โลหะชนิดเดียว อาจจะคล้ายกับทีมเรา ที่พอมีหลายคนช่วยๆกันแล้วทำงานได้รวดเร็วกว่าทำแยกกัน” ดร. ปองเสริม

“เราเพิ่งจะได้ทุนสนับสนุนจาก บพค. เมื่อปี 2563 แต่โครงการวิจัยเรื่อง CO2 utilization เชิงเคมีไฟฟ้านี้ เราเริ่มผลักดันกันเองมาได้ประมาณ 3 ปี ซึ่งถือว่ายังใหม่มาก และยังต้องไปอีกไกลเมื่อเทียบกับต่างประเทศที่ทำกันมาเป็น 10 ปี ข้อดีคือ โจทย์วิจัยนี้ได้รับความสนใจจากเอกชนมาก เราคงต้องหวังพึ่งพันธมิตรเอกชนที่มีพันธกิจในการลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างแท้จริง ในการสนับสนุนและผลักดันเทคโนโลยีของเราให้ไปถึงระดับที่ใช้งานได้จริง ซึ่งเป็นความท้าทายที่พวกเราอยากทำให้ได้”

ถึงแม้ตอนนี้ เทคโนโลยีการเปลี่ยน CO2 เป็นสารเคมีด้วยเคมีไฟฟ้านี้จะยังอยู่ในระดับต้นแบบทั้งหมด แต่เป็นเทคโนโลยีที่เติบโตอย่างรวดเร็ว และเริ่มเกิดสตาร์ทอัพที่เกี่ยวข้องขึ้นหลายที่แล้วในทวีปอเมริกาและยุโรป หากบริษัทเหล่านี้ทำสำเร็จและทำได้อย่างคุ้มทุน นอกจากจะเป็นทางออกหนึ่งในการแก้ปัญหาภาวะโลกร้อนแล้ว การนำ CO2 กลับมาใช้ได้ใหม่ อาจจะนำมาซึ่งการปฏิวัติอุตสาหกรรมเคมีอันเทอะทะและเชื่องช้าต่อการเปลี่ยนแปลง แต่เมื่อใดที่เปลี่ยนแปลงย่อมสร้างผลกระทบอันมหาศาล

อ้างอิง

[1] Santatiwongchai, J. et al.  ACS Catal. 2021, 11 (15), 9688–9701. https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01486.

[2] Sikam, P. et al. Appl. Surf. Sci. 2021, 550, 149380. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.149380.

[3] Juntrapirom, S et al. Catal. Sci. Technol. 2021. https://doi.org/10.1039/D1CY01839F.

  • FacebookFacebook
  • XTwitter
  • LINELine

ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
111 อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย
ต.คลองหนึ่ง อ.คลองหลวง จ.ปทุมธานี 12120
โทรศัพท์ : 0 2564 7100
แฟกซ์ : 0 2564 6985

เกี่ยวกับนาโนเทค

  • เกี่ยวกับ NANOTEC
  • ผู้บริหาร
  • กรรมการบริหารศูนย์ ฯ

บริการ

  • ด้านการวิจัยและพัฒนา
  • ด้านการวิเคราะห์ทดสอบ
  • โรงงานต้นแบบผลิตอนุภาคนาโนและเครื่องสำอาง
  • เครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ
  • ประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์และวัสดุนาโน
  • ประสิทธิภาพการยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย

วิจัยและพัฒนา

  • NCBS
  • NCAS
  • ANCS
  • HMNP
  • RMNS

ติดต่อเรา

  • ติดต่อกับนาโนเทค
  • ร่วมงานกับนาโนเทค
  • จัดซื้อจัดจ้าง
  • แผนผังเว็บไซต์
We use cookies to ensure that we give you the best experience on our website. If you continue to use this site we will assume that you are happy with it.