เปลี่ยนหน้ากากอนามัย ให้กลายเป็นแบตเตอรี่ คุณภาพใกล้เคียงแบตลิเทียมไอออน

จากสถานการณ์การระบาดของโรคโควิด-19 ทำให้ประชาชนทั่วโลกจำเป็นต้องสวมใส่หน้ากากอนามัย เพื่อป้องกันตนจากเชื้อไวรัสที่แฝงมากับอากาศขณะสัญจรในพื้นที่สาธารณะ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อการติดเชื้อให้กับตัวคุณและคนรอบข้างด้วย

ทว่า เมื่อมีการใช้หน้ากากอนามัยกันมากขึ้นจึงส่งผลให้เกิดขยะเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน เมื่อปี 2020 ที่ผ่านมามีรายงานว่าหน้ากากอนามัยจำนวน 1.56 พันล้านชิ้นจากทั่วโลกถูกทิ้งลงสู่มหาสมุทร คุณอาจเคยเห็นข่าวสัตว์ทะเลกินหน้ากากอนามัย หรือโดนห่วงคล้องจากหน้ากากอนามัยรัดตามร่างกาย หน้ากากอนามัยที่ใช้แล้วทิ้งจึงกลายเป็นมลพิษทางทะเลไปโดยปริยาย

เพื่อกำจัดขยะหน้ากากอนามัยเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ต่างคิดค้นวิธีการรีไซเคิลที่สามารถนำหน้ากากอนามัยใช้แล้ว ไปปรับเปลี่ยนให้กลายเป็นวัสดุอื่น ๆ ที่มีคุณค่า เช่น การเปลี่ยนหน้ากากอนามัยให้กลายเป็นวัสดุสำหรับทำถนน เป็นต้น และล่าสุดนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนานาชาติ MISIS ได้คิดค้นวิธีการเปลี่ยนหน้ากากอนามัยใช้แล้วให้กลายเป็น "แบตเตอรี่"

กระบวนการรีไซเคิลเริ่มต้นด้วยการทำให้หน้ากากอนามัยปลอดเชื้อด้วยคลื่นอัลตราซาวด์ จากนั้นนำหน้ากากอนามัยลงไปผสมกับน้ำหมึกที่ทำจากกราฟีน (สารประกอบคาร์บอนที่เรียงตัวกันเป็นหกเหลี่ยม) แล้วบีบอัดส่วนผสมทั้งหมดภายใต้ความร้อน 140 องศาเซลเซียส สุดท้ายจะได้ก้อนอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่

ก้อนอิเล็กโทรดจะถูกนำมาวางไว้สองฝั่งของแบตเตอรี่ให้กลายเป็นขั้วบวกและขั้วลบ และกั้นขั้วทั้งสองด้วยแผ่นฉนวนซึ่งทำจากหน้ากากอนามัยใช้แล้วด้วยเช่นกัน จากนั้นนำไปบรรจุลงในแผงที่ทำจากแผงยารีไซเคิล (แผงยาสีเงินที่พบเห็นกันโดยส่วนมากเรียกว่า Blister pack) แล้วเติมสารอิเล็กโทรไลต์เพื่อเป็นสื่อนำประจุภายในแบตเตอรี่ เท่านี้ก็เป็นอันเสร็จเรียบร้อย

แบตเตอรี่ตัวต้นแบบนี้สามารถให้พลังงานได้ราว 99.7 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา ซึ่งให้พลังงานอยู่ในช่วง 100-265 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้ปรับปรุงส่วนผสมอีกเล็กน้อยด้วยการเติมสารจำพวกแคลเซียม-โคบอลต์ออกไซด์เพอร์รอฟสไกต์ (Calcium-cobalt oxide perovskite) ทำให้แบตเตอรี่ให้พลังงานได้เพิ่มขึ้นสูงสุดถึง 208 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัมเลยทีเดียว

แม้กระบวนการเหล่านี้อาจจะมองเป็นเรื่องไกลตัว ในแง่ที่ว่าเราอาจจะไม่สามารถนำหน้ากากอนามัยใช้แล้วมาเปลี่ยนให้เป็นแบตเตอรี่ได้เองที่บ้าน แต่มันเป็นหนึ่งในวิธีการที่ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อช่วยลดปริมาณขยะในสิ่งแวดล้อม และมีผลดีต่อภาคอุตสาหกรรมในการผลิตแบตเตอรี่ด้วยต้นทุนที่ต่ำ (เพราะมีวัตถุดิบในการผลิตอย่างหน้ากากอนามัยไว้ให้ใช้จำนวนมาก) ไม่แน่ว่าในเร็ว ๆ แบตเตอรี่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดอาจมีส่วนผสมจากหน้ากากอนามัยที่คุณเคยใช้มาก่อนก็เป็นได้

ขอขอบคุณข้อมูลจาก Interesting Engineering