ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุยิ่งยวดของถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขาม

บทคัดย่อ

จังหวัดเพชรบูรณ์มีมะขามหวานเป็นผลไม้ทางเศรษฐกิจที่สำคัญ เมื่อนำมารับประทานและนำมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์จากเนื้อมะขาม ซึ่งทำให้มีเศษเหลือทิ้ง คือ เมล็ดและเปลือกฝักมะขามนั้นยังสามารถนำมาสังเคราะห์เป็นถ่านกัมมันต์ที่มีประโยชน์ที่หลากหลาย โดยที่ในด้านพลังงานนั้นสามารถใช้ทำขั้วไฟฟ้าของตัวเก็บประจุยิ่งยวดได้ ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาประสิทธิภาพของถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขามผสมกับคาร์บอนแบล็คในสัดส่วนโดยน้ำหนัก 1.00 : 0.25    1.00 : 0.67 1.00 : 1.00 1.00 : 1.50 และ 1.00 : 4.00 แล้วนำไปเคลือบบนแผ่นอะลูมิเนียม เพื่อใช้เป็นขั้วไฟฟ้าของตัวเก็บประจุยิ่งยวดชนิด Coin cell ขนาดรูพรุนและพื้นที่ผิวถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Brunauer-Emmett-Teller; BET พบว่า ถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขามมีขนาดรูพรุนที่เล็กกว่าเปลือกฝักมะขาม และมีพื้นที่ผิวสูงกว่าเปลือกฝักมะขามเป็นอย่างมาก ดังนั้นจึงเลือกใช้ถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขาม จากภาพถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) จะเห็นได้คาร์บอนแบล็คยึดเกาะกับถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขาม ตรวจสอบหมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี (FT-IR) พบว่า ที่ตำแหน่งเลขคลื่น 3,400 cm^-1 เป็นพันธะ O-H stretch ในสัดส่วนของเมล็ดมะขามผสมกับคาร์บอนแบล็ค 1.00 : 0.67 มีการดูดกลืนมากที่สุด และในช่วง 1,200-500 cm^-1 เป็นช่วงที่มีพันธะคาร์บอนจำนวนมาก ถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขามที่ผสมกับคาร์บอนแบล็คมีการดูดกลืนที่สูง การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุยิ่งยวดจากเมล็ดมะขามและผสมกับคาร์บอนแบล็ค มีค่าความหนาแน่นของพลังงาน และความจุไฟฟ้าจำเพาะสูงกว่าคาร์บอนแบล็ค ดังนั้นถ่านกัมมันต์จากเมล็ดมะขามจึงเหมาะสมสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้เป็นขั้วไฟฟ้าตัวเก็บประจุยิ่งยวด