This research aims to develop a self-powered concrete paving block capable of generating electricity through a cement-based solid electrolyte cell. Silica fume, an industrial by-product, is incorporated into the mixture in line with Circular Economy principles, adding value to waste material while reducing industrial waste. This innovation leverages cement, an inexpensive and widely available material in Thailand, to simultaneously serve as a structural component and an electrical conducting medium. The result is a paving block capable of powering an LED light on its own, eliminating the need for external wiring or reliance on costly lithium-ion batteries that generate hazardous waste. The solid electrolyte also offers greater safety, as it contains no liquid chemicals that could leak or ignite. This innovation therefore presents a new, low-cost clean energy alternative suitable for public spaces such as walkways and parks, enabling sustainable illumination without adding to energy or environmental burdens.
ในยุคที่โลกเผชิญกับวิกฤตพลังงานและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การพัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานที่ยั่งยืนและปลอดภัยกลายเป็นความจำเป็นเร่งด่วน อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานในปัจจุบัน เช่น แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน มีข้อจำกัดด้านความปลอดภัย ราคาแพง และการพึ่งพาวัตถุดิบหายาก ซึ่งส่งผลต่อความยั่งยืนในระยะยาว โครงการ "การพัฒนาอิฐบล็อกอัจฉริยะให้แสงสว่างทางเดินด้วยแบตเตอรี่ในตัวเอง (Development of Smart Glow Block: Self-Illuminating Concrete Paver with Integrated Self-Battery Technology)” เป็นการปรับปรุงคุณสมบัติของอิฐบล็อกให้มีความแข็งแรงและสามารถเป็นเซลล์อิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งได้ แนวคิดเกิดจากการใช้ประโยชน์จากวัสดุที่มีอยู่ในท้องถิ่นอย่างปูนซีเมนต์ ซึ่งเป็นวัสดุที่หาได้ง่าย ราคาไม่แพง และมีความแข็งแรงทนทานตามธรรมชาติ มาพัฒนาเป็นอิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งที่สามารถทำหน้าที่ทั้งเป็นโครงสร้างรองรับและเป็นตัวกลางการนำไฟฟ้าได้ในเวลาเดียวกัน นวัตกรรมหลักของโครงการนี้คือการประยุกต์ใช้คอนกรีตซีเมนต์มาเป็นเซลล์แบตเตอรี่ที่คอยจ่ายกระแสไฟฟ้าให้หลอด LED และจะนำคอนกรีตนี้มาประยุกต์กับงานโครงสร้างที่ไม่ได้รับน้ำหนักมาก โดยสามารถให้กระแสไฟฟ้าที่ทำให้หลอดไฟ LED สว่างได้โดยไม่ต้องอาศัยไฟบ้าน ซึ่งนวัตกรรมนี้ได้รับการพัฒนาและพิสูจน์ผ่านการทดสอบเป็นที่เรียบร้อย ปัญหาที่พบได้จากงานนี้คือความแข็งแรงของคอนกรีตที่ค่อนข้างต่ำ เป็นความท้าทายให้ทีมวิจัยต้องปรับปรุงคุณสมบัติของคอนกรีต ทางทีมได้เลือกเติมซิลิกาฟูม ซึ่งเป็นของเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมการผลิตซิลิคอนและเฟอร์โรซิลิกอน มาเป็นสารเสริมแรง ซิลิกาฟูมมีขนาดอนุภาคเล็กมากในระดับนาโนเมตรและมีพื้นที่ผิวสูง ทำให้สามารถเกิดปฏิกิริยาปอซโซลานิกกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในปูนซีเมนต์ ส่งผลให้เกิดเจล C-S-H ที่เพิ่มความหนาแน่นของโครงสร้าง ปรับปรุงการนำไฟฟ้า และเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุ จากผลการทดลองที่ได้ดำเนินการ พบว่าการเติมซิลิกาฟูมในอัตราส่วนต่างๆ สามารถเพิ่มความแข็งแรงของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นจากเดิม 4.36 kN เป็น 14.55 kN ที่ระยะบ่มอายุ 28 วัน คิดเป็นการเพิ่มขึ้นถึง 234% นอกจากนี้ยังคงรักษาความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ในระดับที่เหมาะสม ด้วยแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย 0.70 โวลต์ ซึ่งเพียงพอต่อการจ่ายไฟให้หลอด LED จุดเด่นของนวัตกรรมนี้ประกอบด้วยหลายด้าน ได้แก่ การใช้หลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนโดยใช้ประโยชน์จากของเหลือทิ้งซิลิกาฟูมเพื่อลดขยะอุตสาหกรรม การใช้วัสดุท้องถิ่นอย่างปูนซีเมนต์ที่หาได้ง่ายในประเทศไทยเพื่อลดการพึ่งพาการนำเข้า ความปลอดภัยสูงเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งไม่รั่วไหลและไม่ติดไฟง่าย ต้นทุนที่ต่ำเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน และความทนทานของโครงสร้างปูนซีเมนต์ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน การพัฒนานี้ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการด้านเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานสะอาด แต่ยังสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนโดยเฉพาะในด้านการใช้พลังงานสะอาด การสร้างนวัตกรรม และการบริโภคและการผลิตที่ยั่งยืน ทำให้เป็นแนวทางที่มีศักยภาพสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานสะอาดของประเทศไทยในอนาคต
วิทยาเขตชุมพรเขตรอุดมศักดิ์
-
คณะแพทยศาสตร์
-
คณะเทคโนโลยีการเกษตร
-