การผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยอาศัยฐานข้อมูลสาธารณะของวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางโลหะผสมเอนโทรปีสูงที่สร้างโดยเทคนิคทางการทดลอง การคำนวณทางเคมีควอนตัม และปัญญาประดิษฐ์
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งแก้ปัญหาการผลิตไฟฟ้าที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในประเทศไทย โดยเน้นการลดมลพิษทางอากาศจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่สมบูรณ์ ซึ่งปัจจุบันประเทศไทยยังพึ่งพาแก๊สธรรมชาติและถ่านหินเป็นหลักในการผลิตไฟฟ้า งานวิจัยนี้เสนอแนวทางการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง (Three-way catalysts, TWC) ประสิทธิภาพสูงจากโลหะผสมเอนโทรปีสูง (High-Entropy Alloys, HEA) เพื่อเปลี่ยนแก๊สพิษอย่างคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), ออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx), และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนให้เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), ไนโตรเจน (N2) และน้ำ (H2O) ซึ่งเป็นกระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า
จุดเด่นของงานวิจัยนี้คือการสร้างฐานข้อมูลวัสดุสาธารณะ (open materials database) ที่รวบรวมข้อมูลคุณสมบัติทางฟิสิกส์ เคมี และกลของโลหะผสมเอนโทรปีสูง โดยใช้เทคนิคผสมผสานกันระหว่างการทดลอง การคำนวณทางเคมีควอนตัม และปัญญาประดิษฐ์ การสร้างฐานข้อมูลแบบเปิดนี้เป็นกลยุทธ์สำคัญที่ช่วยลดช่องว่างทางการวิจัยระหว่างมหาวิทยาลัยขนาดเล็กและขนาดใหญ่ และส่งเสริมให้ภาคอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัทขนาดเล็กเข้ามามีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนา ทำให้เกิดการสร้างนวัตกรรมและกระบวนการใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโลหะและโลหะผสมได้อย่างกว้างขวาง และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การเลือกใช้โลหะผสมเอนโทรปีสูงเป็นวัสดุหลักในการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นการตัดสินใจที่มีเหตุผล เนื่องจากวัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติเหนือกว่าโลหะเดี่ยวหรือโลหะผสมทั่วไป แต่ยังขาดข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการประยุกต์ใช้ในวงกว้าง การสร้างฐานข้อมูลนี้จึงเป็นการเติมเต็มช่องว่างสำคัญ และช่วยเร่งกระบวนการพัฒนาและนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ การใช้เทคนิคการคำนวณทางเคมีควอนตัมและปัญญาประดิษฐ์ จะช่วยลดเวลาและต้นทุนในการทดลอง และช่วยค้นหาโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพสูงสุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงการยังวางแผนการดูแลและพัฒนาฐานข้อมูลอย่างต่อเนื่อง โดยความร่วมมือระหว่างกลุ่มวิจัยและจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เพื่อให้ฐานข้อมูลนี้มีความทันสมัยและครบถ้วนอยู่เสมอ และเป็นประโยชน์ต่อการวิจัยและพัฒนาในระยะยาว
เป้าหมายสูงสุดของงานวิจัยนี้คือการสนับสนุนการผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืน ลดมลภาวะทางอากาศ และส่งเสริมการเติบโตของภาคอุตสาหกรรมในประเทศไทย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาอุตสาหกรรมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งสอดคล้องกับแผนแม่บทการเติบโตอย่างยั่งยืนของประเทศ งานวิจัยนี้จึงไม่เพียงแต่มีประโยชน์ในแง่ของการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม แต่ยังมีส่วนสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจของประเทศ และยกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชนให้ดียิ่งขึ้น การสร้างฐานข้อมูลสาธารณะยังเป็นการส่งเสริมความร่วมมือทางวิชาการและการแลกเปลี่ยนความรู้ ทั้งในระดับประเทศและระดับนานาชาติ ซึ่งจะช่วยผลักดันให้ประเทศไทยก้าวข้ามกับดักประเทศรายได้ปานกลางได้ในที่สุด
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมหลายประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
- อุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้า: โดยตรงกับการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อลดมลพิษจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง ช่วยให้โรงไฟฟ้าสามารถลดการปล่อยมลพิษสู่สิ่งแวดล้อม และสร้างภาพลักษณ์ที่ดีต่อสังคม
- อุตสาหกรรมยานยนต์: ตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมยานยนต์ในการลดมลพิษจากไอเสีย งานวิจัยนี้สามารถนำไปพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาประสิทธิภาพสูง ซึ่งจะช่วยให้อุตสาหกรรมยานยนต์ผลิตยานพาหนะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น
- อุตสาหกรรมเคมี: งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์วัสดุใหม่ และการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุ ซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆในอุตสาหกรรมเคมี
- อุตสาหกรรมวัสดุ: การพัฒนาโลหะผสมเอนโทรปีสูงเป็นหัวใจสำคัญของงานวิจัยนี้ ข้อมูลจากฐานข้อมูลสาธารณะจะช่วยให้อุตสาหกรรมวัสดุสามารถพัฒนาและผลิตวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- อุตสาหกรรมสิ่งแวดล้อม: โดยตรงกับการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดมลพิษทางอากาศ งานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีในการกำจัดมลพิษได้อย่างมีประสิทธิภาพ
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะสมกับบุคคลากรในหลายอาชีพ ได้แก่:
- นักวิจัยด้านวัสดุศาสตร์: สามารถนำข้อมูลจากฐานข้อมูลสาธารณะไปใช้ในการวิจัยและพัฒนาโลหะผสมใหม่ๆ และศึกษาคุณสมบัติของวัสดุ
- วิศวกรเคมี: สามารถนำความรู้และข้อมูลจากงานวิจัยนี้ไปใช้ในการออกแบบและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา และกระบวนการทางเคมีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
- นักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อม: สามารถใช้ข้อมูลในการวิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และในการพัฒนาเทคโนโลยีในการลดมลพิษ
- นักวิทยาการข้อมูล (Data Scientist): สามารถนำข้อมูลขนาดใหญ่จากฐานข้อมูลสาธารณะไปใช้ในการสร้างแบบจำลองและวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของวัสดุและประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยา
- วิศวกรโยธาและสิ่งแวดล้อม: สามารถใช้ข้อมูลในการประยุกต์สร้างนวัตกรรมใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการลดมลพิษในกระบวนการผลิตต่างๆ
- นักวิจัยและพัฒนาในภาคอุตสาหกรรม: สามารถนำข้อมูลไปประยุกต์ใช้ในกระบวนการผลิตต่างๆ เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
| รหัสโครงการ : | 125057 |
| หัวหน้าโครงการ : | รศ.ดร. ศุภฤกษ์ ประเสริฐธรรม |
| ปีงบประมาณ : | 2564 |
| หน่วยงาน : | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | To close the research gap between small and large universities and to promote the industrial sector, especially small companies, to do research via the free-access large public materials database for the high-entropy alloys materials to be used as catalysts via a combined technique in first-principle quantum chemical calculations, experiments, and machine learning To reduce the air pollution caused by incomplete combustion generating carbon monoxide (CO), oxides of nitrogen (NOx), and unburned hydrocarbons |
รศ.ดร. ศุภฤกษ์ ประเสริฐธรรม. (2564). การผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยอาศัยฐานข้อมูลสาธารณะของวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางโลหะผสมเอนโทรปีสูงที่สร้างโดยเทคนิคทางการทดลอง การคำนวณทางเคมีควอนตัม และปัญญาประดิษฐ์. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. .
รศ.ดร. ศุภฤกษ์ ประเสริฐธรรม. 2564. "การผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยอาศัยฐานข้อมูลสาธารณะของวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางโลหะผสมเอนโทรปีสูงที่สร้างโดยเทคนิคทางการทดลอง การคำนวณทางเคมีควอนตัม และปัญญาประดิษฐ์". จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. .
รศ.ดร. ศุภฤกษ์ ประเสริฐธรรม. "การผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยอาศัยฐานข้อมูลสาธารณะของวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางโลหะผสมเอนโทรปีสูงที่สร้างโดยเทคนิคทางการทดลอง การคำนวณทางเคมีควอนตัม และปัญญาประดิษฐ์". จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2564. .
รศ.ดร. ศุภฤกษ์ ประเสริฐธรรม. การผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยอาศัยฐานข้อมูลสาธารณะของวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางโลหะผสมเอนโทรปีสูงที่สร้างโดยเทคนิคทางการทดลอง การคำนวณทางเคมีควอนตัม และปัญญาประดิษฐ์. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย; 2564. .