ข้อมูลผลงานวิจัยของคณาจารย์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ชื่อผลงานวิจัย : เซลล์โฟโตกัลวานิกสำหรับการแปลงพลังงานแสง
Library Call : วพ.2529 / 527  
สถานที่ตั้งห้องสมุด : ห้องสมุดคณะวิทยาศาสตร์
ตัวอย่างบทคัดย่อ : ในการค้นหาเซลล์โฟโตกัลป์วานิกสำหรับการแปลงพลังงานแสงนี้ ได้ศึกษาระบบคู่รีดอกซ์ซึ่งประกอบด้วยสีย้อมอินทรีย์และตัวรีดิวซ์จำนวน 120 ระบบ พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 mV จนถึงประมาณมากกว่า 600 mV ในระบบที่สามารถเกิดปรากฏการณ์โฟโต้กัลป์วานิก ซึ่งในที่นี้ระบบของ riboflavin-diethanolamine และ riboflavin-triethanolamine ถูกเลือกมาศึกษา สภาวะที่ทั้งสองระบบจะแสดงการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าสูงสุดซึ่งมีค่า 520 mV และ 430 mV ตามลำดับ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นขององค์ประกอบที่เกียวข้องในปฏิกิริยารีดอกซ์ และ pH ของสารละลาย จากการทดลองพบว่าระบบทั้งสองจะให้ความแตต่างของศักย์ไฟฟ้าสูงสุดเมื่อสารละลายเป็นเบสเล็กน้อย ส่วนการแปรความเข้มข้นของสารละลายเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมนั้นทำได้ในช่วงไม่กว้างนักเพราะ riboflavin ละลายในน้ำได้น้อยมาก เซลล์โฟโตกัลวานิกที่ศึกษาจะแสดงการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าตามเวลาและจังหวะการปิด-เปิดของแสงในลักษณะเดียวกับเซลล์โฟโตกัลวานิกระบบอื่นๆ คือความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเมื่อถูกฉายแสงจนถึงค่าคงที่ค่าหนึ่ง และความแตกต่างลดลงเมื่อหยุดฉายแสง แม้ว่าบางปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบของเซลล์กัลป์วานิกจะผันกลับไม่ได้ แต่ก๊าซออกซิเจนเข้าในระบบอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาอื่นอันที่ไม่พึงประสงค์ ซึ่งอาจทำให้ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าลดลงในภายหลัง สำหรับการเปลี่ยนแปลงของกระแสตามเวลาและจังหวะการปิด-เปิดของแสงนั้น พบว่ากระแสของเซลล์โฟโตกัลวานิกทั้งสองประกอบด้วย 2 ส่วน คือ กระแสค่าลบ (negative respone) และกระแสค่าบวก (positive response) ทั้งสองส่วนประกอบนี้ไม่ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโตรด ซึ่งชี้ให้เห็นว่าสารที่เป็นตัวการทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในเซลล์คือ riboflavin ในส่วนที่มืด และ riboflavin ที่ถูกรีดิวซ์แล้วในส่วนที่สว่าง กระแสค่าลบเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจาก riboflavin ที่ถูกรีดิวซ์ไปยังอิเล็กโตรดที่ถูกฉายแสงขณะที่กระแสค่าบวกเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจากอิเล็กโตรดที่มืดไปยัง riboflavin ซึ่งผลการทดลองของก๊าซออกซิเจนได้สนับสนุนข้อสรุปนี้ได้เป็นยังดี ผลของการเพิ่มอุณหภูมิของเซลล์โฟโตกัลป์วานิกทำให้การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าลดลงขณะที่กระแสค่อนข้างคงที่ ซึ่งจากผลการทดลองนี้ชี้แนะว่าการทำงานของเซลล์โฟโตกัลวานิกควรจะกระทำที่อุณหภูมิปกติ