ทีมวิจัย สวทช. คิดค้นวิธีการผลิตวัสดุนาโนคาร์บอนมูลค่าสูงจากไขมันไก่เหลือทิ้งด้วยเทคนิคไอระเหยทางเคมีเพื่อเศรษฐกิจหมุนเวียนอย่างยั่งยืน โดยคณะอนุกรรมการแผนงานเศรษฐกิจหหมุนเวียนพร้อมทีมผู้เชี่ยวชาญได้เข้าตรวจเยี่ยมการดำเนินโครงการดังกล่าว เมื่อปลายเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมา
ไขมันไก่เหลือทิ้งเป็นของเสียทางการปศุสัตว์ที่ได้จากอุตสาหกรรมแปรรูปไก่ซึ่งเป็นสินค้าส่งออกที่สำคัญของประเทศไทยและมีตลาดขนาดใหญ่มาก ในแต่ละปีจะไขมันไก่เหลือทิ้งเป็นจำนวนมากที่จะใช้งานปรุงอาหารราคาถูกหรือต้องกำจัดทิ้ง ทีมวิจัยจาก สวทช. นำโดย ดร.อนุรัตน์ วิศิษฏ์สรอรรถ จึงได้มีความพยายามที่จะนำไขมันไก่เหลือทิ้งมาใช้ประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้เกิดการเพิ่มมูลค่า และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการกำจัดไขมันไก่เหลือทิ้ง โดยการใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์วัสดุคาร์บอนนาโนที่มีมูลค่าสูง สามารถนำไปใช้ประยุกต์ใช้งานในด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงได้ ได้แก่ หมึกนำไฟฟ้ากราฟีน เซนเซอร์ทางเคมีสำหรับการใช้งานทางการเกษตร อาหาร และการแพทย์ได้ อุปกรณ์กักเก็บพลังงาน (Energy storage) เช่น แบตเตอรี่ทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูง โดยความร่วมมือจากภาคเอกชนที่เกี่ยวข้อง
ดร.อนุรัตน์ เล่าถึงแนวคิดขอโครงการนี้ว่า “ไขมันไก่เป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอน เมื่อเทียบกับของเสียจากน้ำมันอื่นๆ เนื่องจากมีสายโซไฮโดรคาร์บอนในปริมาณมาก ราคาถูกและมีอยู่อย่างกว้างขวาง เราจึงได้เสนอที่จะพัฒนาการผลิตวัสดุนาโนคาร์บอน ได้แก่ ท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนจากไขมันไก่เหลือทิ้งด้วยกระบวนการไอระเหยทางเคมีด้วยพลังงานความร้อน (chemical vapor deposition; CVD) โดยใช้คะตะลิสต์ใหม่ที่มีต้นทุนต่ำ เช่น อนุภาคนาโนที่ใช้สารผสมนิเกิลและเหล็ก (Ni-Fe) โดยกระบวนการผลิตจะทำในสองรูปแบบคือ การระเหยโดยตรงของสารผสมของคะตะลิสต์กับไขมันไก่เหลือทิ้ง และการระเหยของไขมันไก่เหลือทิ้งไปยังคะตะลิสต์”
ในการทดลองจะทำการปรับเปลี่ยนตัวแปรต่าง ๆ หลายตัว เช่น องค์ประกอบของสารคะตะลิสต์ อุณหภูมิการระเหยของไขมันไก่ อุณหภูมิของคะตะลิสต์เหลือทิ้ง ต่ออัตราส่วนมวลของคะตะลิสต์ต่อปริมาณน้ำมันจากไขมันไก่ องค์ประกอบของแก๊สพาห์ อัตราการไหลของแก๊ส และเวลาการสังเคราะห์ เพื่อปรับเปลี่ยนสมบัติทางโครงสร้างของวัสดุนาโนคาร์บอน ซึ่งคาดว่าจะได้ท่อคาร์บอนนาโนที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่า 40 นาโนเมตร และกราฟีนที่มีจานวนชั้นน้อยกว่า 10 ซึ่งจะมีสมบัติทางกายภาพ ไฟฟ้าและเคมีที่ดี จึงเหมาะสาหรับการนำไปใช้งานที่สำคัญต่างๆ ทางด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง นอกจากนี้ทีมวิจัยยังมีแผนที่จะพัฒนากระบวนการให้ได้ผลผลิตสูงสามารถขยายไปสู่การผลิตเชิงอุตสาหกรรมต่อไปอีกด้วย
จากการลงพื้นที่ติดตามความคืบหน้าโครงการ พบว่า ขณะนี้ทางทีมวิจัยสามารถพัฒนากระบวนการผลิตวัสดุนาโนคาร์บอนจากไขมันไก่เหลือทิ้งด้วยวิธี CVD ใน condition ที่ดีที่สุดได้สำเร็จแล้ว และกำลังเตรียมยื่นขอจดสิทธิบัตรสำหรับกระบวนการผลิตวัสดุนาโนคาร์บอนจากไขมันไก่เหลือทิ้งด้วยวิธีดังกล่าว สำหรับงานวิจัยช่วงต่อไปทางทีมวิจัยมุ่งที่จะปรับปรุงการสังเคราะห์โครงสร้างกราฟีนด้วย Ni-Fe คะตะลิสต์ และศึกษาเพิ่มเติมในการขยายสเกลโดยการเพิ่มปริมาณไขมันไก่เหลือทิ้ง ตลอดจนความคุ้มทุน รวมถึง energy and materials balances ด้วยการทำระบบสังเคราะห์ขนาดใหญ่ในรูปแบบ fluidized bed CVD เพื่อขยายเสกลการผลิตไปสู่การผลิตในระดับกึ่งอุตสาหกรรมและอาจขยายไปสู่ระดับอุตสาหกรรมต่อไป
