เปลี่ยน'เถ้าแกลบ'เป็น'แอลพีจี-น้ำมัน

ในยุค “วิกฤติน้ำมัน-น้ำมันแพง” ในเมืองไทยเรามีการเปิดตัวงานวิจัยเกี่ยวกับ “พลังงานทดแทน-พลังงานรูปแบบใหม่ ๆ” ออกมาเป็นระยะ ซึ่งก็น่าติดตามดูความคืบหน้าว่าชนิดไหนจะสามารถต่อยอดเพื่อผลิตออกมาใช้งาน ได้จริงทั่วไป ไม่ใช่แค่งานวิจัย-แค่ต้นแบบ โดยล่าสุดก็มีงานวิจัยอีก 2 ชิ้นที่ก็ถือว่าน่าสน...

นั่นก็คือ “พลังงานไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิง”

กับ “น้ำมันจากเถ้าแกลบ-ก๊าซเรือนกระจก”

ทั้งนี้ วันก่อน “สกู๊ปหน้า 1 เดลินิวส์” ส่งทีมไปดูโครงการสร้างต้นแบบ “พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง” หรือ “fuel Cell” ชนิด Pemfc ขนาดใหญ่ 8-10 กิโลวัตต์ สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าขับเคลื่อนรถยนต์ และใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า โดย พลอากาศโทมรกต ชาญสำรวจ ที่บริษัท คลีนฟูเอล เอ็นเนอร์ยี เอ็นเตอร์ไพร้ส์ จำกัด ซึ่งโครงการนี้สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) สนับสนุนทุน โดยพลังงานเซลล์เชื้อเพลิงขนาดใหญ่นี้เป็นการพัฒนาต่อยอดจากพลังงานเซลล์ เชื้อเพลิง 960 วัตต์ ในการวิจัยเมื่อปีที่แล้ว

เซลล์เชื้อเพลิงเป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานเคมี การทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงนั้นจะใช้ “ไฮโดรเจน” เข้าไปผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนพลังงานโปรตอน ผ่านกระบวนการ ปฏิกิริยา จนเกิดเป็น “กระแสไฟฟ้า”

นี่ถือว่าเป็นพลังงานทางเลือกใหม่ที่น่าสนใจ เพราะก๊าซไฮโดรเจน ที่ใช้เป็นวัตถุดิบนั้น โรงงานต่าง ๆ เช่น โรงงานแยกก๊าซ โรงงานทำกระจก โรงงานผลิตเม็ดพลาสติก มีการปล่อยทิ้งชั่วโมงละประมาณ 24 ล้านลิตรไฮโดรเจน ซึ่งถ้านำมาใช้ขับเคลื่อนรถยนต์ได้ในระดับอุตสาหกรรม ใน 1 วัน จะใช้กับรถยนต์ได้กว่า 120,000 คัน

ต่อไปพลังงานอีกรูปแบบ “น้ำมันจากเถ้าแกลบ-ก๊าซเรือน กระจก” เป็นอีกงานวิจัยที่เป็นคนละส่วนกับที่กล่าวมาแล้วข้างต้น โดยนี่เป็นงานวิจัยของ รศ.ดร.เมตตา เจริญพานิช ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และคณะ โดยได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากฝ่ายวิชาการ สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ซึ่งก็ถือว่าน่าสนใจมากทีเดียว !!

จากข้อมูลของ สกว. เกี่ยวกับงานวิจัยพลังงานรูปแบบนี้ ทางโครงการวิจัยได้สังเคราะห์และพัฒนาตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาซิลิกาที่มี โครงสร้างที่เหมาะสมขึ้นมาจากทรัพยากรทดแทนที่มีภายในประเทศ เพื่อผลิต “น้ำมันบริสุทธิ์” ผู้วิจัยได้ใช้ “เถ้าแกลบ” เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ ซิลิกาที่มีรูพรุนขนาดกลาง 7-9 นาโนเมตร เพื่อใช้เป็นตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา และใช้ “ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์” และ “ก๊าซมีเทน” ซึ่งเป็น “ก๊าซเรือนกระจก” ที่ปัจจุบันยังคงมีการปล่อยทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม ยังไม่มีแนวทางการนำมาใช้ประโยชน์อย่างชัดเจน เป็นสารตั้งต้นในการ สังเคราะห์จนเกิดเป็น “น้ำมันเบนซิน” และ “น้ำมันดีเซล”

ขั้นตอนคือการนำก๊าซเรือนกระจกมาผ่านกระบวนการเติมไฮโดรเจน และการต่อสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน ซึ่งกระบวนการที่ได้นั้นจัด เป็นกระบวนการต้นแบบสำหรับการสังเคราะห์น้ำมันจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ มีเทน เป็นทางเลือกที่ดีในการ “เพิ่มมูลค่าและลดของเสีย” เถ้าแกลบและก๊าซเรือนกระจก ในขณะเดียวกัน

การวิจัยแบ่งขั้นตอนออกเป็น 2 ส่วน คือ การเตรียมตัวเร่ง ปฏิกิริยาที่มีคุณสมบัติเหมาะสม โดยใช้เถ้าแกลบเป็นสารตั้งต้น ทำการ ปรับปรุงคุณภาพภายใต้ความร้อนและความดันเพื่อให้เกิดโครงข่ายซิลิกา ที่สมบูรณ์ จากนั้นเติมโลหะที่ว่องไวในการต่อสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน ซึ่งในที่นี้ใช้โลหะโคบอลต์ ทั้งนี้ ตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำงานเสริมกันกับโลหะโคบอลต์โดยช่วยให้ตัวเร่ง ทำหน้าที่ได้เต็มที่ โดยทำหน้าที่ช่วยกระจายโลหะโคบอลต์เพิ่มพื้นที่ผิวการทำปฏิกิริยา ช่วยคัดขนาด-รูปร่างโมเลกุลสารที่จะเข้าทำปฏิกิริยา ลดการเกิดคาร์บอนสะสมบนผิวของตัวเร่ง นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงคงทนต่อสภาวะการใช้งาน และทนอุณหภูมิได้ดี

ขั้นตอนต่อมาคือการเร่งปฏิกิริยาการผลิตน้ำมันเบนซินและดีเซลจากก๊าซ เรือนกระจก ซึ่งคนส่วนใหญ่มักจะให้ความสนใจที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ในความเป็นจริงแล้วก๊าซมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกอีกชนิดหนึ่งที่ก่อให้ เกิดปัญหาโลกร้อนมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึงประมาณ 25 เท่า ทั้งนี้ กระบวนการผลิต “ไม่มีการปล่อยสารปนเปื้อนซัลเฟอร์” เหมือนการผลิตจากน้ำมันดิบ ดังนั้น การนำก๊าซเรือนกระจก 2 ชนิดนี้มาใช้จึงก่อให้เกิดประโยชน์ต่อโลก ทั้ง “แก้ปัญหาด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมไปพร้อม ๆ กัน”

“ผลงานวิจัยที่ได้มีแนวโน้มที่จะนำมาใช้จริงได้มาก โดยเมื่อนำผลิตภัณฑ์ที่ได้มากลั่นแยก จะได้ทั้ง น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล และ ก๊าซหุงต้ม (แอลพีจี) ด้วย” ...รศ.ดร.เมตตาระบุ พร้อมทั้งบอกด้วยว่า... จากกระบวนการที่ทำวิจัยพบว่าเกิดเป็นเชื้อเพลิงในกลุ่มก๊าซหุงต้มประมาณร้อย ละ 25 และน้ำมันเบนซินและดีเซลรวมกันประมาณร้อยละ 60 ขณะนี้คณะวิจัยกำลังเร่งพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาให้สามารถเพิ่มการเลือกน้ำมัน เบนซินและดีเซลให้มากขึ้นและใช้งานได้ในระยะเวลานาน เพื่อตอบสนองการผลิตระดับอุตสาหกรรม โดยจะศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาอย่างละเอียด และทดสอบสมรรถนะการใช้งานกับรถยนต์ต่อไป

“งานวิจัยนี้ใช้ของเสียจากกระบวนการผลิตให้เกิดประโยชน์ จะเป็นการแก้ปัญหาขาดแคลนพลังงาน ช่วยลดการนำเข้าวัตถุดิบผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีจากต่างประเทศ และลดมลพิษได้ด้วย”

ก็ล้วนแล้วแต่น่าสนใจ-น่าติดตามสัมฤทธิผลเชิงพาณิชย์

หวังว่าจะมีการผลิตออกมาสู้วิกฤติน้ำมันแพงได้โดยเร็ว.