สิ้นสุดการเฟ้นหาสุดยอดนวัตกรเยาวชน บนเวที ‘Ford Smart Mobility Challenge 2025’ ซึ่งจัดขึ้นต่อเนื่องเป็นปีที่ 11 โดย ฟอร์ด ประเทศไทย, ฟอร์ด ฟิแลนโทรพี และพันธมิตรอย่าง สมาคมพัฒนาประชากรและชุมชน (PDA) สำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (NIA) และทีวีบูรพา โดยผลงานที่คว้ารางวัลชนะเลิศในปีนี้ คือ ‘Graphene Battery from Leonardite Waste’ จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
นวัตกรรมชิ้นนี้ไม่ได้เป็นเพียงแบตเตอรี่ก้อนใหม่ แต่เป็นกระบวนการที่อาจปฏิวัติการจัดการของเสียในอุตสาหกรรมพลังงานไทย โดยมีจุดเริ่มต้นจากปัญหาจริงของชุมชน และสะท้อนปรัชญาของโครงการที่มุ่ง “สร้างคน” เพื่อไปแก้ปัญหาจริงของสังคม
ปัญหาขยะ ‘ลีโอนาร์ไดต์’ 1 ล้านตัน ที่เหมืองแม่เมาะ
ศุภวิชญ์ บูรณะเศรณี นักศึกษาจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ในฐานะตัวแทนทีม Graphene Battery from Leonardite Waste อธิบายว่า จุดกำเนิดของนวัตกรรมชิ้นนี้ไม่ได้เริ่มต้นในห้องปฏิบัติการ แต่มาจากปัญหาจริงที่ กฟผ. เหมืองแม่เมาะ ซึ่งเป็นพันธมิตรที่ทีมได้เข้าไปศึกษาและทำงานร่วมกัน นั่นคือกองลีโอนาร์ไดต์ (Leonardite) ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการขุดถ่านหินปริมาณมหาศาลราว 1 ล้านตัน
ศุภวิชญ์ ชี้ว่า กองลีโอนาร์ไดต์มหึมานี้สร้างผลกระทบที่ซับซ้อนหลายมิติ ประการแรกคือ ปัญหามลพิษ เนื่องจากวัสดุนี้มีลักษณะคล้ายทรายที่สามารถฟุ้งกระจายได้ง่าย ก่อให้เกิดปัญหาฝุ่น PM10 ซึ่งรบกวนสุขภาพและชีวิตความเป็นอยู่ของชาวบ้านในพื้นที่โดยรอบ ขณะเดียวกันก็นำมาซึ่งปัญหาด้านต้นทุนที่กฟผ.ต้องแบกรับค่าใช้จ่ายในการฝังกลบ (Landfill) ในอัตราประมาณ 280 บาทต่อตัน และท้ายที่สุดคือ ปัญหาการใช้ทรัพยากร เพราะการฝังกลบขยะปริมาณมหาศาลเช่นนี้จำเป็นต้องสิ้นเปลืองพื้นที่ดินซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด
ปัจจุบัน กฟผ.พยายามบรรเทาปัญหาโดยการนำลีโอนาร์ไดต์ที่ผสมกับดินมาสกัดเป็นกรดฮิวมิก (Humic Acid) เพื่อจำหน่ายเป็นปุ๋ยปรับปรุงดิน แต่วิธีการดังกล่าวยังไม่สามารถสร้างมูลค่าเพิ่มได้มากนัก โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้มีราคาจำหน่ายเพียงกิโลกรัมละ 200-300 บาทเท่านั้น
กระบวนการ “ล้าง-สกัด” ที่ปลดล็อกขยะแม่เมาะ
หัวใจสำคัญของนวัตกรรมที่คว้ารางวัลชนะเลิศนี้ ไม่ได้อยู่ที่การคิดค้นสูตรแบตเตอรี่ใหม่ แต่คือกระบวนการสกัด (Extraction Process) ที่ชาญฉลาด ซึ่งออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาที่ต้นตอ กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยขั้นตอนที่เรียกว่า “การล้าง” (Purification) ซึ่ง ศุภวิชญ์ ชี้ว่าเป็นกุญแจสำคัญในการล้างดินออกจากลีโอนาร์ไดต์ก่อน เขากล่าวว่า ตัวลีโอนาร์ไดต์บริสุทธิ์ (ที่ไม่มีดิน) มีองค์ประกอบคาร์บอนสูงถึง 50% ขณะที่แบบผสมดินที่กฟผ.ใช้อยู่ในปัจจุบัน มีคาร์บอนเพียง 20% เมื่อนำวัตถุดิบบริสุทธิ์นี้มาสกัดกรดฮิวมิกที่ได้จึงมีคาร์บอนเข้มข้นสูงถึง 40-50%
จากนั้น ทีมจะนำกรดฮิวมิกบริสุทธิ์นี้ไปเข้ากระบวนการขั้นที่สอง คือ “การสกัด” (Extraction) โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า Hummers’ method (หรือที่รู้จักในชื่อ Hammer method) เพื่อสกัดสารที่มีมูลค่าสูงกว่า นั่นคือ “กราฟีนออกไซด์” (Graphene Oxide – GO) ผลลัพธ์ที่ได้คือการอัปเกรดมูลค่าวัสดุอย่างก้าวกระโดด จากปุ๋ยที่มีราคาเพียง 200-300 บาทต่อกิโลกรัม กลายเป็นวัสดุอุตสาหกรรมแห่งอนาคตที่มีราคาสูงถึง 3,200 บาทต่อกิโลกรัม
“กราฟีนออกไซด์”: ผลิตภัณฑ์ที่แท้จริง กับภารกิจลดนำเข้าพันตัน
ศุภวิชญ์ เน้นย้ำว่า ตัวแบตเตอรี่ที่จัดแสดงเป็นเพียง “ต้นแบบ” (Proof-of-Concept) ที่สร้างขึ้นเพื่อพิสูจน์ศักยภาพ แต่ผลิตภัณฑ์ที่แท้จริงที่ทีมโฟกัสคือ “กราฟีนออกไซด์” ซึ่งเป็นวัสดุเคลือบคาร์บอน (Carbon Coating) ที่จำเป็นอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่
ความสำคัญของนวัตกรรมนี้อยู่ที่ขนาดของตลาด ปัจจุบันประเทศไทยยังต้องนำเข้ากราไฟต์และกราฟีนออกไซด์เพื่อผลิตแบตเตอรี่ประมาณ 1,000 ตันต่อปี โครงการนี้จึงมีศักยภาพในการสร้างแหล่งผลิตภายในประเทศเพื่อลดการนำเข้าและสร้างรายได้มหาศาลให้แก่กฟผ.
นอกจากนี้ กราฟีนออกไซด์ยังมีคุณสมบัติทางโครงสร้างที่ดีกว่า กราฟีนออกไซด์มีโครงสร้างการจัดเรียงอะตอมที่ดีกว่ากราไฟต์ทั่วไปที่ใช้ในแบตเตอรี่มือถือ ซึ่งหากนำไปใช้เป็นวัสดุเคลือบ จะช่วยให้แบตเตอรี่มีความจุสูงขึ้น (อึดขึ้น) มีน้ำหนักเบาลง และเสื่อมสภาพได้ยากขึ้น
“Solid-State Battery” นวัตกรรมแบตฯ “ไม่ติดไฟ” ที่ตอบโจทย์ความปลอดภัย
คำถามสำคัญคือ ทำไมทีมจึงเลือกสร้างต้นแบบเป็น Solid-State Battery หรือแบตเตอรี่ชนิดของแข็ง คำตอบที่ชัดเจนที่สุดคือ ความปลอดภัย
ศุภวิชญ์ อธิบายเปรียบเทียบว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปที่ใช้ในมือถือหรือรถยนต์ในปัจจุบัน ใชอิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) หรือสารตัวกลางที่เป็นของเหลว ซึ่งวัสดุนี้มีคุณสมบัติติดไฟได้ (เหมือนน้ำมัน)
เขาได้อธิบายเพิ่มเติมถึงกลไกอันตรายว่า เมื่อแบตเตอรี่ทั่วไปถูกวัตถุแข็งเช่นเหล็กหรือของมีคมเจาะทะลุ ขั้วบวกและขั้วลบจะสัมผัสกันโดยตรง ทำให้เกิดการลัดวงจร (Short Circuit) การลัดวงจรนี้จะสร้างความร้อนสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และเนื่องจากสารอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลวนี้ไวไฟจึงลุกติดไฟจากความร้อนดังกล่าว จนนำไปสู่การระเบิดในที่สุด
ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่ Solid-State ที่ทีมพัฒนาขึ้น ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งทั้งหมด ทำให้ตัวกลางนี้ไม่นำติดไฟ ดังนั้น แม้จะเกิดการลัดวงจรขึ้นก็จะไม่เกิดไฟไหม้หรือระเบิด
แม้ทีมจะยอมรับว่า ต้นแบบนี้ยังมีประสิทธิภาพการเก็บประจุอยู่ที่ประมาณ 70% ซึ่งยังไม่เทียบเท่าแบตเตอรี่ลิเธียม (99%) แต่ก็ถือเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่ไม่จำเป็นต้องเคลื่อนที่ เช่น แบตเตอรี่สำหรับระบบโซลาร์เซลล์
เบื้องหลัง Ford Smart Mobility Challenge: เวทีที่มุ่ง “สร้างคน” เพื่อ “แก้ปัญหาสังคม”
ความสำเร็จของนวัตกรรมที่ชนะเลิศในโครงการนี้ ไม่ได้เกิดขึ้นในสุญญากาศ แต่เป็นผลลัพธ์ที่สะท้อนปรัชญาหลักของโครงการ Ford Smart Mobility Challenge ตามที่ เจน ฮอลโลเวย์ ผู้จัดการฟอร์ด ฟิแลนโธรพี ประจำภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกได้ย้ำชัดเจน
เป้าหมายที่แท้จริงของโครงการนี้ ลึกซึ้งกว่าการค้นหาสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ โดยมุ่งเน้นไปที่การสร้างคนและพัฒนาทักษะแห่งอนาคต (Future Skill) ให้กับเยาวชน ฟอร์ดได้ใช้โจทย์ “Mobility” หรือ “การขับเคลื่อน” ในความหมายที่กว้างมาก ซึ่งครอบคลุมทั้งมิติด้านความปลอดภัยและสุขภาพ เพื่อเป็นเครื่องมือให้เยาวชนนำความรู้และทักษะที่ได้รับการบ่มเพาะไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาจริงที่เกิดขึ้นในชุมชนของตน
ดังนั้น ผลงานของ ทีม Graphene Battery from Leonardite Waste จึงเป็นภาพสะท้อนที่สมบูรณ์แบบของเป้าหมายโครงการ เพราะไม่เพียงแต่แก้ปัญหาชุมชนในมิติสิ่งแวดล้อม ช่วยลดผลกระทบจากฝุ่น PM10 ที่เหมืองแม่เมาะ แต่ยังตอบโจทย์ “Mobility” ในความหมายกว้างด้านความปลอดภัย ผ่านการนำเสนอแนวทางแบตเตอรี่ที่ไม่ระเบิด ยิ่งไปกว่านั้น ยังสร้างโมเดลเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ที่เปลี่ยนขยะ 1 ล้านตันให้เป็นวัสดุมูลค่าสูง และมีศักยภาพในการลดการนำเข้าจากต่างประเทศ
ที่สำคัญที่สุด นวัตกรรมชิ้นนี้ตอกย้ำจุดยืนของฟอร์ดที่ว่า โครงการนี้เป็นภารกิจของ Ford Philanthropy ซึ่งแยกขาดจาก Ford Motor Company อย่างชัดเจน ผลงานที่เกิดขึ้นจึงไม่ได้ถูกสร้างเพื่อป้อนเข้าสู่ Ecosystem ธุรกิจของฟอร์ด แต่ถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบแทนสังคมและแก้ปัญหาให้กับพันธมิตรอย่าง กฟผ. รวมถึงประเทศไทยอย่างแท้จริง
เจน ฮอลโลเวย์ กล่าวสรุปว่า “โครงการฯ ให้ความสำคัญกับการเพิ่มพูนทักษะเยาวชนไทยให้พร้อมปรับตัวกับตลาดงานในอนาคต ควบคู่ไปกับการสนับสนุนเงินทุนเพื่อให้แนวคิดนวัตกรรมได้รับการต่อยอดใช้ได้จริง เราหวังว่าทั้ง 10 ทีมสุดท้ายในปีนี้ จะได้รับประสบการณ์ เพื่อนำไปขับเคลื่อนคุณประโยชน์ต่อสังคมและเป็นแรงบันดาลใจในเยาวชนไทยต่อไป”
สรุปผลการแข่งขัน Ford Smart Mobility Challenge 2025
- รางวัลชนะเลิศ: ผลงาน ‘Graphene Battery from Leonardite Waste’ จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี กรุงเทพมหานคร
- รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1: ผลงาน ‘ระบบเฝ้าระวังไฟป่าอัจฉนริยะบนพื้นที่เสี่ยง’ จากโรงเรียนวารีเชียงใหม่ จังหวัดเชียงใหม่
- รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 2: ผลงาน ‘ผ้าปิดแผลรักษ์โลกจากเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร’ จากโรงเรียนกาฬสินธุ์พิทยาสรรพ์ จังหวัดกาฬสินธุ์
- รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 3: ผลงาน ‘เครื่องตรวจคัดกรองโรคเบาหวานเบื้องต้น’ จากโรงเรียนเฉลิมขวัญสตรี จังหวัดพิษณุโลก
ข่าวอื่น ๆ ที่น่าสนใจ
3 เรื่องเล่าจากคนตัวเล็ก ภารกิจจริงขับเคลื่อน SDGs สู่ปี 2030
กสิกรไทย นำร่อง ‘Carbon Credit Tokenization’ ครั้งแรกในไทย ภายใต้ Sandbox แบงก์ชาติ
