TiO2: อนาคตของการผลิตพลังงานสะอาดและวัสดุอัจฉริยะ!?

หากคุณกำลังมองหาหนึ่งในสารนาโนที่น่าตื่นตาตื่นใจที่สุดที่มีศักยภาพในการปฏิวัติอุตสาหกรรมมากมาย TiO2 หรือไทเทเนียมไดออกไซด์ ก็คือคำตอบที่คุณกำลังตามหา!

TiO2 เป็นสารกึ่งตัวนำที่มีความมั่นคงทางเคมีสูง ทนต่อการกัดกร่อน และมีความเป็นพิษต่ำ นับว่าเป็นสมบัติที่โดดเด่นอย่างมากในโลกของนาโนเทคโนโลยี

สมบัติของ TiO2 ที่ทำให้มันพิเศษ

TiO2 มีสมบัติพิเศษหลายประการที่ทำให้มันกลายเป็นวัสดุที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานต่างๆ:

• กิจกรรมโฟโตคาตาลิติก: TiO2 เป็นสารที่มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาเคมีเมื่อถูกแสงส่องผ่าน ทำให้มันเหมาะสำหรับการกำจัดมลพิษในอากาศและน้ำ
• ความคงทนสูง: TiO2 ทนต่อการกัดกร่อนและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• ความเป็นพิษต่ำ: TiO2 ถือว่าปลอดภัยต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
• ราคาไม่แพง: TiO2 สามารถหาได้อย่างง่ายดายและมีราคาไม่แพง

การประยุกต์ใช้ TiO2 ในอุตสาหกรรม

TiO2 มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็น:

• การผลิตสีทาบ้าน: TiO2 ถูกใช้เป็นเม็ดสีหลักในการผลิตสีทาบ้าน เนื่องจากมีความหนาแน่นสูงและความสามารถในการสะท้อนแสง ทำให้สีทาบ้านมี độสว่าง และทนทาน
• ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทางเคมี: TiO2 ถูกนำมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทางเคมีหลายประเภท เช่น การออกซิไดซ์และการรีดิวซ์

TiO2 และอนาคตของพลังงานสะอาด

หนึ่งในแอปพลิเคชันที่น่าตื่นเต้นที่สุดของ TiO2 คือการใช้งานในเซลล์สุริยะ หากคุณเคยได้ยินถึง “Solar Energy” หรือ “Photovoltaic Cells” คำว่า TiO2 ก็จะผุดขึ้นมาในใจ

TiO2 ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุสำหรับ electrodes ในเซลล์สุริยะไทเทเนียมไดออกไซด์ (Dye-Sensitized Solar Cell - DSSC)

การทำงานของ DSSC เริ่มต้นด้วยการเคลือบ TiO2 บนแผ่นโปร่งใส จากนั้นจึงใช้ dye หรือสีที่ไวต่อแสงมาดูดซับ

เมื่อแสงอาทิตย์ส่องลงบน Dye ที่ติดอยู่บน TiO2 จะเกิดกระบวนการ excite electron

อิเล็กตรอนที่ถูก उत्तอร subsequently ขนส่งไปยัง electrodes และสร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของเซลล์สุริยะประเภท DSSC

TiO2 มีศักยภาพในการช่วยลดต้นทุนการผลิตเซลล์สุริยะและทำให้พลังงานสะอาดเข้าถึงได้ง่ายขึ้น

การผลิต TiO2

มีหลายวิธีในการผลิต TiO2:

• กระบวนการ Sol-Gel: เป็นกระบวนการที่ใช้สารตั้งต้น TiCl4 หรือ titanium isopropoxide

ผสมกับตัวทำละลายและสารเคมีอื่นๆ จากนั้นนำไปเผาไหม้หรือ calcination เพื่อสร้าง TiO2

• กระบวนการ Chloride Process: กระบวนการนี้ใช้ TiO2 ที่ถูกทำให้บริสุทธิ์แล้วจากแร่ Titanium Dioxide

TiO2 ที่ได้จากกระบวนการ chloride process จะมีคุณภาพสูงและเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำ

ตารางเปรียบเทียบวิธีการผลิต TiO2

วิธีการ	ข้อดี	ข้อเสีย
Sol-Gel	สามารถควบคุมขนาดอนุภาคได้	กระบวนการค่อนข้างซับซ้อนและใช้เวลานาน
Chloride Process	ผลผลิต TiO2 มีคุณภาพสูง	การใช้สารเคมีที่มีความเป็นพิษ

สรุป

TiO2 เป็นสารนาโนที่มีศักยภาพมหาศาลสำหรับการใช้งานในอนาคต อุตสาหกรรมที่หลากหลาย เช่น

• สารกำจัดมลพิษ
• วัสดุอัจฉริยะ
• และพลังงานสะอาด

กำลังรอคอยที่จะได้เห็น TiO2 แสดงศักยภาพเต็มรูปแบบของมัน