ประเทศไทยขึ้นชื่อว่าเป็นประเทศแห่งอุตสาหกรรมเกษตรและมีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่มากมายหลายหลาก การนำวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงจึงเป็นหนึ่งในแนวคิดสำคัญที่จะช่วยเพิ่มรายได้ให้กับอุตสาหกรรมเกษตรของประเทศไทย
หนึ่งในผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงที่สามารถผลิตได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร คือ ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ซึ่งเป็นถ่านที่มีรูพรุนปริมาณมาก สามารถนำไปใช้ดูดซับและกำจัดสิ่งปนเปื้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดเหมาะกับการนำไปใช้อุปโภคและบริโภคในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุตสาหกรรมพลังงาน อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมอาหารและน้ำดื่ม เป็นต้น

ในปี พ.ศ. 2562 ประเทศไทยมีมูลค่าการส่งออกถ่านกัมมันต์มากกว่า 880 ล้านบาท และนำเข้ากว่า 2,000 ล้านบาท จาก จีน อินโดนีเซีย ศรีลังกา สหรัฐ ญี่ปุ่น และเยอรมัน โดยในประเทศไทยมีผู้ผลิตและนำเข้ารายใหญ่ ได้แก่ Jacobi group, Cabot, Silcarbon, Kuraray, Donau Carbon, และ Kureha เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ถ่านกัมมันต์ที่ผลิตในประเทศไทยโดยทั่วไปก็ยังมีข้อจำกัดหลายประการ ไม่ว่าจะเป็นการมีรูพรุนขนาดเล็ก ในช่วง 2 – 5 นาโนเมตร ทำให้ไม่สามารถกรองอนุภาคสีและสารอินทรีย์ขนาดใหญ่ได้ และพื้นผิวของถ่านกัมมันต์ทั่วไปมักจะมีเฉพาะหมู่ฟังก์ชัน –OH ทำให้มีข้อจำกัดในการดูดซับสารอย่างจำเพาะ

ปัจจุบัน ทีมวิจัย NCAS จากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติได้พัฒนากระบวนการผลิตถ่านกัมมันต์อัจฉริยะ ภายใต้ชื่อเทคโนโลยี “CARBANO” ทำให้ได้ถ่านกัมมันต์ที่มีคุณสมบัติพิเศษเหนือกว่าผลิตภัณฑ์ในท้องตลาด โดยทีมวิจัยสามารถออกแบบและปรับปรุงทั้งขนาด ปริมาณ และความหนาแน่นของรูพรุน รวมถึงการปรับสภาพพื้นผิวของถ่านให้เหมาะสมกับการใช้งานด้วยการเอิบชุ่มโลหะและ/หรือการเติมหมู่ฟังก์ชันพิเศษด้วยวิธีการกระตุ้นทางเคมีและทางกายภาพ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับของถ่านกัมมันต์มากยิ่งขึ้น ทีมวิจัยยังมีความเชี่ยวชาญด้านการพัฒนากระบวนการผลิตถ่านกัมมันต์ที่มีหมู่ฟังก์ชันพิเศษนี้ ทั้งในระดับห้องปฏิบัติการ (lab-scale) จนถึงระดับประลอง (Pilot-scale) จากระดับกรัมถึงหลายร้อยกิโลกรัม และสามารถออกแบบและติดตั้งระบบผลิตถ่านกัมมันต์ให้ลูกค้าเพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ได้อีกด้วย

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นด้วยเทคโนโลยี CARBANO ของเรา ได้แก่

CARBANO-Ag ถ่านกัมมันต์เอิบชุ่มซิลเวอร์ มีจุดเด่นคือการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียทั้งแกรมบวกและแกรมลบ การดูดซับสารอินทรีย์ระเหยง่ายและคลอโรฟอร์มที่ปนเปื้อนในน้ำ รวมทั้งการดักจับโลหะหนัก อีกทั้งยังสามารถนำไปขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายรูปทรงตามต้องการ เช่น แผ่นกรองในเครื่องปรับอากาศในครัวเรือน แผ่นกรองในรถยนต์ และแผ่นกรองในอาคารสำนักงานต่างๆ อีกด้วย

CARBANO-Am และ CARBANO-N ถ่านกัมมันต์ที่มีหมู่ฟังก์ชันเอมีนและไนโตรเจน นิยมนำไปใช้ในการบำบัดสีและกลิ่นในโรงฟอกย้อม อีกทั้งยังสามารถนำมาเป็นขั้วคาร์บอนในอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน (Energy storage) เช่น แบตเตอรี่ และตัวกักเก็บประจุ เป็นต้น

ผลงานของเรายังสามารถคว้ารางวัลนวัตกรรมระดับนานาชาติต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น รางวัลด้านนวัตกรรมสิ่งประดิษฐ์ระดับเหรียญเงินเรื่องจาก Inventions Geneva Evaluation Days สมาพันธรัฐสวิส รางวัลเหรียญทองแดงจาก iENA – International Trade Fair for Ideas, Inventions and New Products สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี และรางวัลพิเศษ Excellent Invention Research Institute of creative education จากประเทศเวียดนาม ซึ่งการันตีผลงานได้เป็นอย่างดี
นอกจากนี้ทีมวิจัยของเรายังเชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์องค์ประกอบเชิงลึกของวัสดุคาร์บอน ทั้งในเชิงโครงสร้างทางกายภาพและสัณฐานวิทยา ไปจนถึงคุณสมบัติทางเคมีของวัสดุ ซึ่งเป็นองค์ความรู้สำคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ถ่านกัมมันต์ให้ดีขึ้น และยังรับปรึกษาและออกแบบกระบวนการเปลี่ยนวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ไม่ว่าจะเป็น กะลามะพร้าว ซังข้าวโพด เปลือกปาล์ม ให้กลายเป็นถ่านกัมมันต์มูลค่าสูงที่มีคุณสมบัติตามต้องการอีกด้วย เรียกได้ว่าสามารถตอบปัญหาเกี่ยวกับถ่านได้อย่างครบวงจรตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำเลยทีเดียว

#คิดถึงถ่านคิดถึงCARBANO
เรียบเรียงโดย ดร.จักรภพ พันธศรี, นายศรัณย์ ยวงจันทร์, ดร.วิทวัส ทุมแสน และ ดร.พงษ์ธนวัฒน์ เข็มทอง
บรรณาธิการ: ดร.พงษ์ธนวัฒน์ เข็มทอง