การพัฒนาอิฐบล็อกอัจฉริยะให้แสงสว่างทางเดินด้วยแบตเตอรี่ในตัวเอง

งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาอิฐบล็อกปูพื้นให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในตัวเอง โดยประยุกต์ใช้ปูนซีเมนต์เป็นเซลล์อิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็ง ผสมผสานกับซิลิกาฟูมซึ่งเป็นของเหลือทิ้งจากภาคอุตสาหกรรม ตามแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) เพื่อเพิ่มมูลค่าให้วัสดุเหลือใช้และลดปัญหาขยะอุตสาหกรรม นวัตกรรมนี้อาศัยคุณสมบัติของปูนซีเมนต์ที่หาได้ง่ายและราคาไม่แพงในประเทศไทย มาทำหน้าที่เป็นทั้งโครงสร้างรองรับน้ำหนักและตัวกลางนำไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน ผลลัพธ์คืออิฐบล็อกที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้หลอด LED ติดสว่างได้เอง โดยไม่ต้องเดินสายไฟหรือพึ่งพาแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนที่มีต้นทุนสูงและก่อให้เกิดขยะอันตราย อีกทั้งยังปลอดภัยกว่า เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งไม่มีสารเคมีเหลวรั่วไหลและไม่ติดไฟง่าย นวัตกรรมนี้จึงเป็นทางเลือกใหม่ของพลังงานสะอาดต้นทุนต่ำ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับพื้นที่สาธารณะ เช่น ทางเดินและสวนสาธารณะ เพื่อให้แสงสว่างได้อย่างยั่งยืน โดยไม่เพิ่มภาระด้านพลังงานหรือสิ่งแวดล้อม

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