Vision

ปัจจุบัน โลกกำลังอยู่ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อสำคัญของการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน จากการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ไปสู่การใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนผ่านดังกล่าวไม่สามารถเกิดขึ้นได้จากการเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนเพียงอย่างเดียว แต่ยังจำเป็นต้องอาศัยเทคโนโลยีพลังงานรูปแบบใหม่ เช่น เซลล์เชื้อเพลิง แบตเตอรี่ และระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ เพื่อช่วยให้สามารถผลิต แปลง กักเก็บ และใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมากยิ่งขึ้น

ในบริบทนี้ วิศวกรรมเครื่องกลยุคใหม่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการเปลี่ยนผ่านจากเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในหรือการผลิตไฟฟ้าด้วยกระบวนการทางความร้อน ไปสู่ระบบพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง สะอาด และยั่งยืนมากขึ้น

นับตั้งแต่ช่วงที่เป็นนักศึกษา ผมได้ทำงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับพลังงานและสิ่งแวดล้อมมาอย่างต่อเนื่อง ครอบคลุมตั้งแต่เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell) อิเล็กโทรไลเซอร์ (Electrolyzer)  แบตเตอรี่ไหล (Flow Battery) และแบตเตอรี่ (Battery) แม้ว่าระบบเหล่านี้จะมีลักษณะทางกายภาพและการประยุกต์ใช้งานแตกต่างกัน แต่สิ่งหนึ่งที่เป็นความท้าทายร่วมกันคือการควบคุมปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าควบคู่กับการถ่ายเทความร้อนและการถ่ายเทมวล

งานวิจัยของเราจึงมุ่งพัฒนาวิธีการสำหรับทำความเข้าใจปัจจัยพื้นฐานที่ควบคุมพฤติกรรมของแต่ละระบบ และนำองค์ความรู้ดังกล่าวมาใช้เพื่อผลักดันสมรรถนะของระบบให้เข้าใกล้ขีดจำกัดทางทฤษฎีมากที่สุด เราศึกษาตั้งแต่การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง อิเล็กโทรไลเซอร์ แบตเตอรี่ไหล และแบตเตอรี่ ไปจนถึงการพัฒนาวัสดุและโครงสร้างที่ช่วยส่งเสริมการขนส่ง โดยครอบคลุมกระบวนการตั้งแต่การสร้างและออกแบบวัสดุ ไปจนถึงการประเมินสมรรถนะของอุปกรณ์ การวิเคราะห์ปรากฏการณ์ และการอธิบายกลไกพื้นฐานที่เกิดขึ้นภายในระบบ

หัวใจสำคัญของงานวิจัยคือการทำความเข้าใจ “ช่องว่างระหว่างขีดจำกัดทางทฤษฎีที่กำหนดโดยอุณหพลศาสตร์กับสมรรถนะที่เกิดขึ้นจริงในระบบวิศวกรรม” และค้นหาว่าความสูญเสียหรือข้อจำกัดเหล่านั้นเกิดขึ้นจากที่ใด ไม่ว่าจะเป็นข้อจำกัดด้านปฏิกิริยา การขนส่งมวล การขนส่งประจุ หรือการถ่ายเทความร้อน จากนั้นจึงนำความเข้าใจดังกล่าวมาใช้ในการออกแบบและพัฒนาระบบให้สามารถควบคุมและส่งเสริมพลวัตของปฏิกิริยาและการขนส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

ด้วยแนวทางนี้ เรามุ่งสร้างองค์ความรู้ที่เชื่อมโยงตั้งแต่ระดับมหภาคไปจนถึงระดับจุลภาคและนาโน เพื่อมีส่วนร่วมในการขับเคลื่อนทั้ง “สังคมพลังงานแห่งอนาคต” และ “การผลิตแห่งอนาคต” พร้อมทั้งบูรณาการองค์ความรู้ดังกล่าวเข้าสู่การเรียนการสอนและการพัฒนานักศึกษา

เป้าหมายของเราไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการสร้างเทคโนโลยีใหม่ แต่ยังรวมถึงการพัฒนานักวิจัยและวิศวกรรุ่นใหม่ที่สามารถเข้าใจปัญหาจากหลักการพื้นฐาน เชื่อมโยงองค์ความรู้หลายระดับ และนำความรู้เหล่านั้นไปสร้างนวัตกรรมที่ตอบโจทย์ความท้าทายด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมของโลก เพื่อก้าวขึ้นเป็น “นักวิจัยและวิศวกรผู้ขับเคลื่อนยุคสมัยถัดไป” 

The world is currently at a critical turning point in the global energy transition, shifting from dependence on fossil fuels, such as oil, coal, and natural gas, toward renewable energy sources, including solar and wind power. However, this transition cannot be achieved simply by expanding renewable energy generation capacity. It also requires the development and deployment of advanced energy technologies, such as fuel cells, batteries, and large-scale energy storage systems, to enable more efficient and flexible energy generation, conversion, storage, and utilization.

In this context, modern mechanical engineering plays a crucial role in facilitating the transition from conventional technologies, such as internal combustion engines and thermal power generation, toward cleaner, more efficient, and sustainable energy systems.

Since my student years, I have been continuously engaged in research related to energy and the environment, covering a wide range of electrochemical technologies, including fuel cells, electrolyzers, flow batteries, and batteries. Although these systems differ in their physical characteristics and applications, they share a fundamental challenge: controlling electrochemical reactions while simultaneously managing heat and mass transfer.

Our research therefore focuses on developing approaches to understand the fundamental factors governing the behavior of these systems and applying this knowledge to push their performance as close as possible to their theoretical limits. Our work encompasses the development of fuel cells, electrolyzers, flow batteries, and batteries, as well as the design of materials and structures that enhance transport processes. These efforts span the entire research process, from material fabrication and structural design to device performance evaluation, the analysis of physical phenomena, and the investigation of the fundamental mechanisms operating within these systems.

At the heart of our research is the pursuit of a deeper understanding of the "gap between the theoretical limits imposed by thermodynamics and the actual performance achieved in engineering systems." We seek to identify the origins of performance losses and limitations, whether arising from reaction kinetics, mass transport, charge transport, or heat transfer. Building on this understanding, we aim to design and develop systems that can more effectively control and enhance the dynamics of reactions and transport processes, thereby improving their overall performance.

Through this approach, we strive to establish fundamental knowledge that connects phenomena across multiple length scales, from the macroscopic to the microscopic and nanoscopic levels. Our ultimate ambition is to contribute to both the "Future Energy Society" and the "Future of Manufacturing," while integrating these research insights into education and student development.

Our goal extends beyond the creation of new technologies. We are equally committed to nurturing the next generation of researchers and engineers who can approach complex problems from fundamental principles, connect knowledge across multiple scales and disciplines, and transform scientific understanding into innovations that address global energy and environmental challenges. Ultimately, we aspire to cultivate "researchers and engineers who will shape and drive the next era."