ชวนเพื่อนๆมาคิดประดิษฐ์อุปกรณ์-วิธีทดแทนพลังงานน้ำมัน...

ไปเจอมาครับ

พลังงานไฟฟ้าจากกล้วย



หาก มีการจัดอันดับประโยชน์ใช้สอยของต้นไม้ทั้งหมดของโลกใบนี้ ผมเชื่อมั่นเลยนะครับว่า ต้นกล้วยนั้นจะต้องได้ที่หนึ่งแน่ๆ เพราะทุกส่วนของต้นไม้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ต่างๆ ได้นานับประการเลยทีเดียว และต้นกล้วยก็เป็นต้นไม้ที่ผูกพันกับคนไทยมาตั้งแต่เกิดจนตายเลยทีเดียว



แต่ที่น่าสนใจไปกว่านั้นคือ ต้นกล้วยนั้นสามารถให้พลังงานไฟฟ้าได้ครับ โดยนักเรียนของคุณครูรมิดา ชาญประโคน ซึ่ง เป็นคุณครูระดับมัธยมโรงเรียนบ้านกรวดวิทยาคาร จังหวัดบุรีรัมย์ ได้ค้นพบระหว่างต้องเตรียมวัสดุทดลองสอนวิชาวิทยาศาสตร์ให้กับนักเรียน และมีการส่งเข้าไปประกวดสิ่งประดิษฐ์หรือวิจัย ก็ปรากฎว่าได้รับรางวัลมา แต่ยังไม่ใครเอาไปพัฒนาต่อยอดในเป็นเชิงพาณิชย์ แต่ก็ได้ข่าวเหมือนกันว่าประเทศออสเตรเลียนั้นมีการทำโครงการพลังงานจากต้น กล้วยเป็นล่ำเป็นสันเลยทีเดียว



ที่มาของการประดิษฐ์คิดค้น



การ ที่จะพัฒนาผู้เรียนให้มีศักยภาพได้นั้น นอกจากครูผู้สอนจะต้องมีความรู้ความสามารถในการถ่ายทอดให้กับผู้เรียนแล้ว สื่อการสอนก็มีความสำคัญยิ่งที่จะทำให้ผู้เรียนบรรลุจุดประสงค์ของการเรียน รู้ได้เร็วขึ้น การสร้างสรรค์สื่อการสอนที่แปลกใหม่จะทำให้ผู้เรียนเกิดความสนใจใฝ่รู้มาก ยิ่งขึ้น การผลิตสื่อการสอนควรจะคำนึงถึงประโยชน์ ความประหยัด และควรหาได้ง่ายในท้องถิ่น ซึ่งจากกรณีที่ผู้ประดิษฐ์ได้สัมผัสอยู่กับธรรมชาติในชุมชนที่ทำการเกษตรได้ สังเกตเห็นว่าพืชพรรณบางประเภท หลังจากเก็บผลผลิตไปแล้วต้นที่เหลือก็จะถูกทิ้งไปโดยใช้ประโยชน์ได้ไม่คุ้ม ค่า ยกตัวอย่างเช่น ต้นกล้วย ซึ่งผู้ประดิษฐ์คิดว่าน่าจะนำมาใช้ประโยชน์ได้มากกว่านี้ ข้อสังเกตอย่างหนึ่งที่ผู้ประดิษฐ์ได้เล็งเห็น คือผลผลิตจากกล้วยจะมีรสฝาดซึ่งเป็นคุณสมบัติของสารประเภทด่าง ซึ่งอาจนำไฟฟ้าได้ จึงเริ่มศึกษาค้นคว้าสมบัติดังกล่าว และจากการทดลองต่อมาพบว่า ทุกส่วนของต้นกล้วยตลอดจนของเหลวที่ได้จากต้นกล้วย สามารถใช้เป็นสารอิเล็กโทรไลต์ได้ ดังนั้นจากความรู้ที่ค้นพบจึงได้นำมาถ่ายทอดให้กับผู้เรียน และจัดทำเป็นสื่อการเรียนการสอนที่ง่ายต่อการนำไปใช้ในการศึกษา นอกจากนี้ยังได้นำของเหลวที่สกัดได้จากต้นกล้วย มาเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรรี่ที่ได้จำลองขึ้น ไปเป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ไฟขนาด 1.5 โวลต์ เช่น นาฬิกา เกมกด เครื่องเสียงขนาดย่อม (ของเด็กเล่น) ฯลฯ ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้งานได้เป็นอย่างดี




ระยะเวลาในการประดิษฐ์คิดค้น



การ พัฒนาดังกล่าวเริ่มต้นจากการค้นพบสารอิเล็กโทรไลต์ที่ได้จากต้นกล้วยจนถึง การนำไปใช้ในแบตเตอรี่จำลองคิดเป็นระยะเวลาในการประดิษฐ์คิดค้นประมาณ 5 ปี



คุณสมบัติและลักษณะเด่น



จาก การศึกษาสมบัติทั่วไปของสารละลาย กรด-เบส พบว่าสารละลาย กรด-เบส มีสมบัติบางประการที่คล้ายกัน และบางประการที่แตกต่างกัน สมบัติที่คล้ายกันประการหนึ่งที่พบคือ การนำไฟฟ้าได้ หรือเป็นสารละลายอิเล็กโตรไลต์นั่นเอง สารละลายอิเล็กโตรไลต์ที่ใช้ส่วนมากเป็นสารเคมีซึ่งเป็นกรดอนินทรีย์ สมบัติทั่วไปคือมีรสเปรี้ยวและมีฤทธิ์กัดกร่อนจึงเป็นอันตรายต่อชีวิตและ ร่างกาย รวมถึงยังมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย สารที่มีสมบัติดังกล่าวที่นิยมนำมาใช้ในปัจจุบันเป็นปริมาณที่ค่อนข้างมาก คือสารละลายกรดซัลฟิวริก (H2SO4) ซึ่งที่เห็นได้ชัดเจนคือใช้ในแบตเตอรี่ แต่ในปัจจุบันเราสามารถใช้สารละลายที่ได้จากธรรมชาติ เช่น กรดแอซิติก กรดมะนาว ซึ่งเป็นกรดอินทรีย์มาใช้เป็นสารละลายอิเล็กโตรไลต์ได้ แต่ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากราคาค่อนข้างแพงและเสียง่าย คณะผู้วิจัยจึงได้มีแนวคิดที่จะหาสารที่มีอยู่ในธรรมชาติซึ่งมีสมบัติเป็น สารอิเล็กโทรไลต์ มาใช้ทดแทนสารดังกล่าว โดยของเหลวที่ได้มาจะต้องไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม และมีอยู่มากมายรวมถึงจะต้องสามารถให้ของเหลวได้ในปริมาณที่มากพอ รวมถึงวิธีการได้มาด้วย จากการทดลองกับพืชเศรษฐกิจของไทยหลายชนิดพบว่าของเหลวที่ได้จากต้นกล้วย สามารถนำมาเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้ และรวมถึงมีอยู่มากมายตามธรรมชาติด้วยเช่นกัน น้ำจากต้นกล้วยจะมีสภาพเป็นเบสอ่อนๆ สมบัติทั่วไป คือ มีรสฝาดและขม มีความลื่นคล้ายสบู่ ไม่กัดกร่อน จึงไม่เป็นอันตราย



หลักการ วิธีการ และกรรมวิธี



1. หลักการ

ใช้ของเหลวที่ได้จากต้นกล้วยเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์แทนสารละลายกรด ซัลฟิวริกในเซลล์ไฟฟ้าเคมี เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าแบบกระแสตรง



2. วิธีการ

2.1 ศึกษาคุณสมบัติของของเหลวที่ได้จากส่วนต่าง ๆ ของต้นกล้วย ด้วยอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัย เพื่อหาค่าความเป็นกรด-ด่าง ค่าการนำไฟฟ้า และค่าพลังงานไฟฟ้า จากการใช้ของเหลวที่ได้จากส่วนต่าง ๆ ของต้นกล้วย เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์

2.2 ประดิษฐ์ชุดเซลล์ไฟฟ้าเคมี หรือชุดกัลวานิกเซลล์ แบบ 4 เซลล์ และแบบ 16 เซลล์ โดยใช้ของเหลวที่ได้จากส่วนต่าง ๆ ของต้นกล้วย เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์

2.3 เปรียบเทียบค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า และค่ากระแสไฟฟ้า ที่เกิดจากการใช้ชุดเซลล์ ไฟฟ้าเคมีตามข้อ 4.2.2

2.4 นำสิ่งประดิษฐ์ไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน โดยใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบกระแสตรง



3. กรรมวิธี

เป็นกรรมวิธีการใช้ผลิตภัณฑ์โดยการนำสารที่ได้จากธรรมชาติ คือ ของเหลวจาก ต้นกล้วยเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ในเซลล์ไฟฟ้าเคมี



4. วัสดุที่ใช้ในการประดิษฐ์คิดค้น

4.1 กล่องพลาสติกใสขนาด กว้าง x ยาว x สูง = 12.5 x 12.5 x 5.0 cm3
4.2 แผ่นทองแดงและแผ่นสังกะสี กว้าง x ยาว = 1.5 x 4.0 cm2 ชนิดละ 16 แผ่น
4.3 สายไฟอ่อนสีแดงและสีดำ ยาวสายละ 1 m พร้อมปากจระเข้ 2 อัน
4.4 ของเหลวที่ได้จากต้นกล้วย 1,000 cm3



5. งบประมาณที่ใช้ในการประดิษฐ์คิดค้น

งบประมาณที่ใช้ในการประดิษฐ์คิดค้นต่างๆ รวมทั้งสิ้นเป็นเงิน 5,000 บาท



6. ประโยชน์ที่ได้รับ

6.1 ได้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ชนิดใหม่ที่ปลอดภัยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม
6.2 ได้พลังงานไฟฟ้าแบบกระแสตรง สามารถนำไปใช้ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าแทนพลังงานจากถ่านไฟฉายได้
6.3 ใช้เป็นอุปกรณ์และสื่อการเรียนการสอน วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง "เซลล์ไฟฟ้าเคมี" ในระดับมัธยมศึกษาตอนต้น



7. การนำผลงานไปใช้ประโยชน์

การ ที่เรานำทรัพยากรธรรมชาติที่ทิ้งแล้วกลับมาใช้ใหม่ เป็นวิธีการหนึ่งที่สอดคล้องกับแนวทางการเรียนรู้ตามรอยพระยุคลบาท เศรษฐกิจพอเพียง และเป็นวิธีการแก้ปัญหาสังคม พัฒนาเศรษฐกิจ ให้กับประเทศชาติได้