การพัฒนาวัสดุสีเขียวเซลลูโลสแอโรเจลจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรสำหรับดักจับก๊าซ CO2

การดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ capture) ถือเป็นหัวใจหลักและกุญแจสำคัญในการนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ โดยในปัจจุบัน เทคโนโลยีการดักจับ CO₂ ในระดับอุตสาหกรรมจะใช้สารเอมีนเหลวเป็นตัวดูดซึม (absorbent) ร่วมกับระบบเมมเบรน (membrane separation) ซึ่งยังมีข้อเสีย คือ มีการใช้พลังงานสูง ในส่วนของกระบวนการนำเอมีนเหลวกลับมาใช้ใหม่ (solvent regeneration) และในขั้นตอนการแยก CO₂ ออกจากตัวทำละลาย (stripping process) อีกทั้งเอมีนเหลวเป็นสารที่ระเหยง่าย ทำให้เกิดการกัดกร่อนอุปกรณ์ และการสลายตัวของเอมีนทำให้เกิดสารพิษได้ แนวคิดของโครงการวิจัยนี้คือ การเตรียมแอโรเจลจากเซลลูโลส (cellulose) ที่สกัดจากฟางข้าวและขุยมะพร้าวซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่มีปริมาณมากและมีราคาถูก สามารถนำมาผลิตเป็นแอโรเจลในปริมาณสูงได้ (scalable) โดยในโครงการวิจัยนี้ จะมีการศึกษาลักษณะสัณฐานวิทยา (morphology) ความหนาแน่นและความเป็นรูพรุน (density and porosity) ปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะ และเคมีพื้นผิว (surface chemistry) ของเซลลูโลสแอโรเจลที่มีต่อประสิทธิภาพการดักจับก๊าซ CO₂ นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาผลของการเติมสารไอออนิกลิควิดในเซลลูโลสแอโรเจล เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดักจับ CO₂ ในรูปแบบการดูดซับเชิงเคมี (chemisorption) อีกด้วย โดยสารกลุ่มไอออนิกลิควิดจัดเป็นสารที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (green solvent) มีความเสถียร ไม่เป็นพิษ ไม่ระเหยง่าย อีกทั้งสามารถดักจับCO₂ ได้ดีผ่านปฏิกิริยาเคมี นอกจากนี้สามารถลดต้นทุนและประหยัดพลังงานมากกว่าการใช้เอมีนเหลวอีกด้วย