Green Technology ฝีมือคนไทย เปลี่ยนพลังงานความร้อนเหลือทิ้งเป็นพลังงานไฟฟ้าเหลือใช้
Technology & Innovation

Green Technology ฝีมือคนไทย เปลี่ยนพลังงานความร้อนเหลือทิ้งเป็นพลังงานไฟฟ้าเหลือใช้

  • 18 May 2023
  • 1529

เมื่อโลกกำลังเผชิญหน้ากับภัยธรรมชาติ และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรุนแรงจากภาวะโลกร้อน เทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อมหรือ “เทคโนโลยีสีเขียว” (Green Technology) จึงได้รับความสนใจอย่างมากในหลายอุตสาหกรรมทั่วโลก ด้วยเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและส่งเสริมความยั่งยืน หนึ่งในนั้นคือ Flexible Thermoelectric (FTE) เทคโนโลยีผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนเหลือทิ้ง ที่พัฒนาโดยนักศึกษาระดับปริญญาเอก คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบังในนาม “Electron+” ที่คว้ารางวัลชนะเลิศจากการประกวดนวัตกรรมในงาน Startup Thailand League 2022

เทคโนโลยีเปลี่ยนโลก เพื่อพลังงานไฟฟ้ายั่งยืน
จริง ๆ แล้วโลกรู้จักกับ “Thermoelectric” (เทอร์โมอิเล็กทริก) มาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 18 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดนี้สามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ได้รับการคิดค้นโดย โธมัส โจแฮนน์ ซีเบก (Thomas Johann Seebeck) แพทย์ชาวเยอรมันที่ผันตัวเองมาเป็นนักวิทยาศาสตร์ หลังจากนั้นในปี 1834 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ ชาร์เลส เพลเทียร์ (Jean C.A. Peltier) ก็ได้ทำการทดลองในลักษณะเดียวกันด้วยกระบวนการย้อนกลับ นักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “Seebeck Effect” และ “Peltier Effect”

ด้วยแรงบันดาลใจจากการทั้งสองปรากฏการณ์ Thermoelectric จึงถือกำเนิดขึ้นอย่างเป็นทางการในยุค 1990 โดย Orsted บริษัทผู้ผลิตพลังงานสะอาดรายใหญ่ที่สุดของเดนมาร์ก ได้นำมาพัฒนาเป็นพลังงานทางเลือกที่สามารถเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้สำเร็จ แต่ด้วยต้นทุนที่สูงและรูปทรงที่เป็นแผ่นแข็ง ทำให้เทอร์โมอิเล็กทริกนำไปใช้ได้เพียงในบางอุตสาหกรรม รวมถึงองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือองค์การนาซา (NASA) ที่ใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าหมุนเวียนในยานสำรวจอวกาศ

“หลักการผลิตไฟฟ้าของยานสำรวจอวกาศ คือการนำพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มาผลิตพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียนภายในยานอวกาศ แต่เมื่อนำเทคโนโลยีนี้มาใช้กับธุรกิจอื่นๆ จึงไม่ได้รับความนิยมเท่าที่ควร เพราะต้นทุนสูงและด้วยข้อจำกัดของเทอร์โมอิเล็กทริกที่เป็นแผ่นแข็งยากต่อการปรับเปลี่ยนรูปแบบเพื่อการใช้งานที่หลากหลาย ทั้งที่เทอร์โมอิเล็กทริกเป็นเทคโนโลยีที่ดีต่อสิ่งแวดล้อมและส่งเสริมความยั่งยืน

“เราเห็น pain point ในจุดนี้ เลยนำแนวคิดมาประยุกต์ให้เทอร์โมอิเล็กทริกสามารถโค้งงอและยืดหยุ่นได้ รวมถึงสามารถลดต้นทุนการผลิตให้ถูกลง จึงเป็นที่มาของคำว่า Flexible Thermoelectric (FTE) จากที่เคยเป็นเทคโนโลยีที่อยู่ในทฤษฎีเท่านั้น แต่เราสามารถทำให้มันเป็นจริงได้เป็นเจ้าแรกในประเทศไทยและอาจเป็นเจ้าแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ด้วยครับ”

เฉลิมพล รุจรดาวงศ์ หรือ “ไฮ้” หนึ่งในผู้ร่วมพัฒนาเทคโนโลยี FTE และ CEO ของบริษัท Electron+ จำกัด พูดถึงความสำเร็จและความภูมิใจ ในฐานะทีมนักวิจัยไทยที่สามารถพัฒนา Flexible Thermoelectric ให้ประสบความสำเร็จ ทั้งยังนำมาประยุกต์ใช้กับวัสดุที่มีขนาดพอดีมืออย่าง “แก้วมัค” ที่สามารถปรับอุณหภูมิร้อน-เย็นได้ตามต้องการ และเป็นผลงานต้นแบบ (prototype) ที่ได้รับความสนใจอย่างมากจากผู้เข้าร่วมงาน Food Pack Asia 2023

ต้นแบบที่มีทั้งเสียงชื่นชมและปมที่ต้องแก้ไข
“แก้วมัคปรับอุณหภูมิของเราเป็นผลงานต้นแบบที่นำมาสำรวจตลาดในงาน Food Pack Asia” ณัฐริกา ทีฆะสุข หรือ “ป็อป” วัย 26 ปี นักศึกษาระดับปริญญาเอกชั้นปีที่ 2 สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง และหนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้ง Electron+ พูดถึงความรู้สึกและประสบการณ์ที่ได้รับจากการเข้าร่วมงาน

“หลักการทำงานของแก้วมัคที่ผลิตด้วย Flexible Thermoelectric จะช่วยเก็บความร้อนที่ปล่อยออกมาจากแก้ว แล้วนำกลับเข้าสู่กระบวนการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเหลือทิ้งให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ผ่านการทำงานของแบตเตอรี่ขนาดเล็กบริเวณด้านล่างของแก้วมัค สามารถชาร์จได้ทั้งไฟบ้านและอุปกรณ์ชาร์จอื่น ๆ เหมือนการชาร์ตแบตมือถือ โดยเราสามารถใช้งานแก้วมัคได้นาน 12 ชั่วโมงต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง”

แม้ผลงานต้นแบบจาก Flexible Thermoelectric จะได้รับฟีดแบ็กทั้งแง่บวกและแง่ลบจากผู้บริโภคและผู้บริหารที่เข้าร่วมงาน Food Pack Asia 2023 แต่มันก็จุดประกายให้ทีม Electron+ มีไอเดียในการพัฒนาแก้วมัคปรับอุณหภูมิร้อน-เย็นให้ตรงกับความต้องการของลูกค้ามากขึ้น รวมไปถึงผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่จะเกิดขึ้นภายในปีนี้

“ด้วยความที่ทีมเรามีแต่นักวิจัย ทำให้เรายังมีจุดอ่อนเรื่องการดีไซน์และการตลาด อย่างลูกค้าอยากได้แก้วดีไซน์สวยงามเหมือนแก้วน้ำยี่ห้อดัง เราก็ต้องนำคำติชมเหล่านั้นมาหาทางแก้ไขให้ตรงกับความต้องการของลูกค้ามากขึ้น การเข้าร่วมงานลักษณะนี้ทำให้เราได้เจอกับลูกค้า ซึ่งส่วนใหญ่เป็นวัยทำงานและกลุ่มอาชีพที่ต้องใช้เสียงในการทำงาน เดินทางตลอดเวลา และต้องการน้ำอุ่นไว้ดื่มระหว่างวันเพื่อให้รู้สึกชุ่มคอมากขึ้น โดยที่แก้วของเราสามารถทำน้ำอุ่นจากน้ำอุณหภูมิห้องได้เลยโดยไม่ต้องเสียบชาร์จ”

นอกจากแก้วมัคของ Electron+ จะสามารถปรับเปลี่ยนอุณหภูมิจากน้ำอุณหภูมิห้องให้กลายเป็นน้ำอุ่นหรือน้ำร้อนถึงระดับ 100 องศาเซลเซียสได้ภายในเวลาอันรวดเร็วแล้ว แก้วมัคต้นแบบยังสามารถปรับอุณหภูมิของน้ำให้เย็นถึงระดับติดลบได้ด้วย

“งานวิจัยระบุว่า อุณหภูมิของน้ำที่เหมาะสมสำหรับการชงกาแฟอยู่ที่ 94 องศาเซลเซียส ซึ่งแก้วมัคของเราก็ทำได้อย่างสะดวกสบาย ขณะเดียวกันเราก็สามารถเปลี่ยนอุณหภูมิให้กลายเป็นน้ำเย็นได้ด้วย เพื่อให้ลูกค้าสามารถปรับระดับร้อน-เย็นที่เหมาะสมกับเครื่องดื่มแต่ละชนิดได้ตามต้องการ รวมถึงเรากำลังจะพัฒนาบรรจุภัณฑ์เก็บอุณหภูมิให้กับอาหารและเครื่องดื่มต่าง ๆ ให้กับบริษัทเอกชนยักษ์ใหญ่แห่งหนึ่ง ซึ่งคาดว่าน่าจะเปิดตัวภายในปีนี้”

จากแก้วมัคปรับอุณหภูมิสู่แบตเตอรี่รถ EV ขนาดเล็ก
ความสำเร็จของ Flexible Thermoelectric ยังไม่หยุดแค่แก้วมัคสำหรับพกพา หากแต่ FTE Cooling in Automotive ของ Electron+ ยังคว้ารางวัลชนะเลิศอันดับ 1 สาขานักพัฒนาธุรกิจรุ่นใหม่ด้านพลังงานไฟฟ้าจากโครงการ GPSC Greenovation Startup Sandbox มาแล้ว

“เราได้พัฒนา Flexible Thermoelectric ร่วมกับโซล่าร์เซลล์ เพื่อสร้างระบบความเย็นภายในรถไฟฟ้าขนาดเล็กทดแทนการใช้คอมเพรสเซอร์แอร์ โดยสามารถทำความเย็นประมาณ 25 องศา โดยไม่ต้องใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ของรถยนต์ และช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่รถยนต์ได้ด้วย”

ภายใต้ความร่วมมือกันระหว่างบริษัท GPSC แกนนำนวัตกรรมธุรกิจกลุ่มไฟฟ้า กลุ่มบริษัท ปตท. และบริษัท ทรู ดิจิทัล พาร์ค จำกัด เพื่อผลักดันนักคิดรุ่นใหม่ที่มีหัวใจสีเขียว โดยการเข้าร่วมอบรมเป็นระยะเวลา 5 เดือน เพื่อให้ผู้เข้าร่วมโครงการได้พัฒนานวัตกรรมขับเคลื่อนการใช้พลังงานสะอาด ทำให้ทีม Electron+ ได้รับความรู้ในด้านการบริหารธุรกิจจากผู้เชี่ยวชาญ เช่นเดียวกับที่เคยได้รับคำแนะนำด้านการบริหารธุรกิจจากการประกวด Startup Thailand League 2022 ที่จัดขึ้นโดยสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (NIA)

“ทุกการประกวดทำให้เราได้รับคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญในด้านต่าง ๆ และผู้บริหารของบริษัทชั้นนำของไทย เพื่อให้เราเปิดกว้างด้านมุมมองในการทำธุรกิจและการตลาด จากที่เราไม่เคยคิดว่า วันหนึ่งเราจะก้าวมาถึงจุดนี้การได้รับทุนสนับสนุนจากภาครัฐและเอกชน ทำให้เรามองเห็นความหวังที่จะพัฒนาผลิตภัณฑ์ของเราในอนาคต แม้จะต้องฝ่าฟันกับอุปสรรคมากมาย แต่เราก็เชื่อว่าด้วยศักยภาพของทีม ย่อมทำให้ความฝันของเราเป็นจริงได้”

ปลดล็อก “งานวิจัยขึ้นหิ้ง”
แม้ถ้อยคำที่ว่า “งานวิจัยขึ้นหิ้ง” จะกลายเป็นวาทกรรมที่สร้างบาดแผลให้กับนักวิจัยไทยมาแล้วหลายต่อหลายรุ่น แต่สำหรับทีมนักวิจัย Electron+ ประโยคนี้กลายเป็นแรงผลักดันที่ทำให้พวกเขามุ่งมั่นพัฒนา Flexible Thermoelectric อย่างไม่ยอมแพ้

“ด้วยความที่เราอยากพิสูจน์ตัวเองว่า งานวิจัยที่ดีไม่จำเป็นต้องอยู่บนหิ้งเสมอไป เราเลยทำการวิจัยและลองผิดลองถูกอยู่ประมาณ 4-5 ปี ช่วงแรก ๆ เราล้มเหลวเยอะมากจนชินชากับคำว่า ‘Lab Failed’ แต่ความที่เราเป็นนักวิจัยก็เลยทำการทดลองไปเรื่อย ๆ เพื่อจะได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ของเราให้เป็นไปตามที่หวัง จนถึงวันนี้เราเรียกตัวเองว่า ‘สตาร์ทอัพ’ ได้แล้ว แต่จริง ๆ แล้วมันเป็นแค่ก้าวแรกที่มีอุปสรรคมากมายรออยู่เบื้องหน้า เพราะเราเป็นเพียงปลาเล็กในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การลงสนามแข่งขันก็อาจจะเสียเปรียบคู่ต่อสู้อยู่เหมือนกัน”

ป็อปพูดถึงเส้นทางของความสำเร็จที่ไม่ได้ราบเรียบและสวยงามเหมือนอย่างที่หลายคนคิด เช่นเดียวกับมุมมองของไฮ้ในฐานะที่ปรึกษาและพี่ใหญ่ของทีม Electron+ ที่ความสำเร็จจากรางวัลที่ได้รับเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการเดินทางอีกยาวไกล

“ในฐานะสตาร์ทอัพตัวเล็ก ๆ เราต้องการเงินทุนสนับสนุนเพื่อให้เรามีโอกาสเติบโต และขับเคลื่อนวงการ Flexible Thermoelectric ให้ก้าวไกลไปกว่านี้ ถ้าเปรียบเทียบกับวงการสตาร์ทอัพในประเทศอื่น ๆ อย่างอเมริกาที่ขับเคลื่อนวงการสตาร์ทอัพมากว่าสิบปีแล้ว ผมไม่อยากให้สตาร์ทอัพในบ้านเราเป็นแค่กระแสที่รอวันจางหายไป แต่ผมอยากให้การสนับสนุนงานวิจัยเป็นไปอย่างยั่งยืน เพื่อไม่ให้งานวิจัยดี ๆ ของคนไทยต้องขึ้นหิ้ง

“ผมมองว่า อนาคตของวงการ Flexible Thermoelectric มีแนวโน้มที่จะเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ อ้างอิงจากงานวิจัยในต่างประเทศที่พบว่า Thermoelectric มีอัตราเติบโตเฉลี่ยปีละ 10% โดยเฉพาะในปี 2027 คาดการณ์ว่า จะมีมูลค่าทางการตลาดประมาณพันล้านเหรียญสหรัฐ ส่วนประเทศไทยมีแค่บริษัทของเราที่พัฒนา Flexible Thermoelectric อย่างจริงจัง เพราะส่วนใหญ่ยังเป็นการนำเข้าจากประเทศจีน ที่มีลักษณะเป็นแผ่นแข็ง แตกต่างจากผลิตภัณฑ์ของเราที่มีความยืดหยุ่นและสามารถประยุกต์เข้ากับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย”

ปัจจุบันทีมนักวิจัยของ Electron+ กำลังพัฒนาบรรจุภัณฑ์เพื่อรักษาอุณหภูมิจากเทคโนโลยี Flexible Thermoelectric ให้กับบริษัทยักษ์ใหญ่ในวงการอาหารและเคมีภัณฑ์ของไทย ควบคู่กับการปรับปรุงและพัฒนาแก้วมัคต้นแบบให้ตอบโจทย์ความต้องการของลูกค้ามากขึ้น

“ถึงแม้งานวิจัยของพวกเราจะไม่ประสบความสำเร็จ แต่อย่างน้อยมันก็อาจจะเป็นแรงบันดาลใจที่ช่วยให้งานวิจัยชิ้นอื่น ๆ ประสบความสำเร็จก็ได้ เหมือนที่นักกอล์ฟชื่อดังคนหนึ่งเคยกล่าวว่า ผมจินตนาการถึงการตีกอล์ฟให้ไกลถึงดวงจันทร์ แต่ถ้าไม่ถึงดวงจันทร์ก็ไม่เป็นไร อย่างน้อยก็ได้อยู่ท่ามกลางดวงดาว” เฉลิมพลกล่าวทิ้งท้าย

ภาพ : Electron+

เรื่อง : รัสรินทร์ สุนทรกมลรัศมิ์