ผลิตเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน
นำเข้าเมื่อวันที่ 15 พ.ค. 2555 โดย pop
อ่าน [58868]  

ผลิตเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน .....

ผลิตเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน


รู้ทันพลังงาน

• ผศ.ดร.นวดล เหล่าศิริพจน์
บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE)


        
ด้วยราคาน้ำมันดิบที่พุ่งสูงขึ้น และปริมาณการสะสมน้ำมันดิบทั่วโลกที่เริ่มลดน้อยลง ส่งผลให้ในปัจจุบันการพัฒนาเชื้อเพลิงทางเลือกใหม่ (Alternative fuels) ขึ้นมาใช้แทนที่น้ำมันดิบเป็นสิ่งที่ประเทศพัฒนาแล้วต่าง ๆ ทั่วโลก เช่น สหรัฐอเมริกา เยอรมนี อังกฤษ และญี่ปุ่น กำลังให้ความสนใจ และดำเนินงานวิจัยเพื่อสังเคราะห์เชื้อเพลิงประเภทใหม่จากวัตถุดิบต่าง ๆ กันอย่างแพร่หลาย

 Hydrogen ไฮโดรเจน พลังงานทดแทน       ตัวอย่างของเชื้อเพลิงสำคัญที่ทั่วโลก กำลังให้ความสนใจศึกษาและวิจัยอยู่ได้แก่ เชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen) ซึ่งถูกนำไปใช้งานควบคู่กับเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cells) สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า และใช้แทนน้ำมันเชื้อเพลิงในรถยนต์ โดยเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen) สามารถสังเคราะห์ได้จากวัตถุดิบตามธรรมชาติหลากหลาย ประเภท อาทิ วัสดุชีวมวล ก๊าซชีวภาพ ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ข้อดีของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) คือ เป็นเชื้อเพลิงที่สะอาด โดยเฉพาะเมื่อใช้กับเซลล์เชื้อเพลิง จะไม่ก่อให้เกิดมลพิษใด ๆ รวมทั้งคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นต้นเหตุสำคัญของภาวะโลกร้อน

        การ ผลิตเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen) สามารถทำได้หลายกระบวนการ แต่กระบวนการที่ปัจจุบันมีการศึกษาวิจัยมากที่สุดและได้รับการคาดหมายว่าจะ สามารถใช้จริงในเชิงพาณิชย์ได้ง่ายที่สุด คือ กระบวนการความร้อนเคมี (Thermo-chemical Processes) เช่น กระบวนการรีฟอร์มมิง (แปรรูป) ซึ่งแบ่งออกได้เป็นอีกหลายกระบวนการย่อยขึ้นอยู่กับสารที่ใช้
        กระบวนการรีฟอร์มมิงหลัก ๆ ที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย คือ 1.กระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ (steam reforming) ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพในการผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen) สูง แต่เสียค่าใช้จ่ายน้อย จึงถูกนำมาใช้ในทางการค้าแล้ว โดยหลักการของกระบวนการนี้คือ การป้อนไอน้ำ (steam) เข้าสู่ระบบเพื่อทำปฏิกิริยากับสารไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ในสถานะก๊าซ เช่น ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซชีวภาพ และเอทานอล เป็นต้น โดย ไฮโดรเจน (Hydrogen) จะถูกดึงออกจากไอน้ำ (H2O) สารไฮโดรคาร์บอน (CH) ส่วนออกซิเจนที่เหลือจากน้ำและคาร์บอนที่เหลือจากไฮโดรคาร์บอนจะรวมตัวกันเป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)

        2. กระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide reforming หรือ Dry reforming) เป็นกระบวนการที่คล้ายคลึงกับกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ แต่จะต่างกันตรงที่ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบ ข้อดีของกระบวนการนี้คือช่วยลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศ อีกทั้งยังควบคุมระบบการทำงานได้ง่ายกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ แต่ข้อเสียคือ สัดส่วนของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่ได้จากกระบวนการนี้จะต่ำกว่ากระบวนการแรก และตัวเร่งปฏิกิริยาจะเสื่อมสภาพเร็วกว่าเนื่องจากจะมีคาร์บอนจากคาร์บอน ไดออกไซด์ไปเกาะอยู่ที่บริเวณผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา

        3. กระบวนการออกซิเดชันบางส่วน partial oxidation) ซึ่งเป็นกระบวนการระหว่างสารไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจนกระบวนการนี้มีข้อได้ เปรียบกว่าสองกระบวนการแรก ตรงที่ไม่จำเป็นต้องป้อนพลังงานจากภายนอก เนื่องจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นแบบคายความร้อน ทำให้เกิดพลังงานขึ้นภายในระบบ แต่ข้อจำกัดของกระบวนการนี้คือ ปริมาณออกซิเจนที่ป้อนเข้าสู่ระบบต้องไม่สูงจนเกินไปเนื่องจากออกซิเจนที่ เหลือจากกระบวนการจะกลับมาทำปฏิกิริยากับ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่ผลิตได้ กลายเป็นน้ำ ทำให้สูญเสียผลผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen)

        นอกจากนั้น ข้อจำกัดที่สำคัญอีกประการของการใช้กระบวนการนี้ในเชิงพาณิชย์คือ ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการจะสูงกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิงปกติ เนื่องจากต้องมีระบบแยกออกซิเจนจากอากาศก่อนป้อนเข้าสู่ระบบ เพราะหากไม่แยกออกซิเจนออก จะทำให้ปริมาณความเข้มข้นของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่ผลิตได้ลดลง เนื่องจากอากาศมีปริมาณไนโตรเจนสูง

        และ 4. กระบวนการร่วมระหว่างกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำกับออกซิเดชันบางส่วน หรือที่เรียกกันว่า ออโตเทอร์มัลรีฟอร์มมิง (Autothermal reforming) ซึ่งเป็นกระบวนการใหม่ที่นำข้อดีของกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำและกระบวน การออกซิเดชันบางส่วนมารวมกันโดยการป้อนทั้งน้ำและออกซิเจนเพื่อทำปฏิกิริยา กับสารไฮโดรคาร์บอน ข้อดีของกระบวนการนี้คือ สามารถผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen) ได้ในอัตราส่วนที่มากกว่ากระบวนการออกซิเดชันบางส่วน และใช้พลังงานน้อยกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ ในปัจจุบันกระบวนการดังกล่าวกำลังเป็นที่นิยมและเริ่มมีการใช้งานจริงในเชิง พาณิชย์อย่างแพร่หลาย

        อย่างไรก็ดีประเทศไทยมีข้อ ได้เปรียบในการใช้เทคโนโลยีเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen) คือมีแหล่งเชื้อเพลิงที่ สามารถใช้ผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen) ได้มากมาย เช่น ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซชีวภาพ วัสดุชีวมวล ถ่านหินหรือแม้แต่เอทานอลจากพืช

        หากประเทศไทย สามารถพัฒนาเทคโนโลยีในการเปลี่ยนวัตถุดิบดังกล่าวไปเป็นก๊าซ ไฮโดรเจน (Hydrogen) เพื่อใช้งานในเซลล์เชื้อเพลิงได้ ถึงแม้ในอนาคตประเทศไทยต้องซื้อเทคโนโลยีเชื้อเพลิงจากต่างประเทศเข้ามา ก็จะเป็นการลดต้นทุนด้านพลังงานของประเทศได้อย่างมากมายอีกทั้งการพัฒนา เทคโนโลยีการแปรสภาพเชื้อเพลิงขึ้นมาเองเพื่อใช้กับวัตถุดิบที่มีอยู่ใน ประเทศ จะทำให้ประสิทธิภาพของระบบโดยรวม สูงกว่าการซื้อเทคโนโลยีทั้งระบบมาจากต่างประเทศ เนื่องจากคุณสมบัติที่แตกต่างกันของวัตถุดิบในแต่ละประเทศ

        อย่าง ไรก็ตาม การใช้เชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen) อย่างกว้างขวางในเชิงพาณิชย์เป็นเรื่องที่ยังต้อง ใช้เวลาพัฒนาอีกค่อนข้างยาวนาน เนื่องจากต้นทุนของเซลล์เชื้อเพลิงยังสูงมาก อีกทั้งยังต้องมีการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการขนถานและกักเก็บ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ซึ่งต้องใช้ต้นทุนสูงเช่นกัน

 

 
กำลังแสดงหน้าที่ 1 จากทั้งหมด 0 หน้า [หน้าถัดไปคือหน้าที่ 2] 1
 

 
เงื่อนไขแสดงความคิดเห็น
1. ทุกท่านมีสิทธิ์แสดงความคิดเห็นได้อย่างอิสระเสรี โดยไม่ใช้ถ้อยคำหยาบคาย ไม่กล่าวพาดพิง และไม่สร้างความแตกแยก
2. ผู้ดูแลระบบขอสงวนสิทธิ์ในการลบความคิดเห็น โดยไม่ต้องชี้แจงเหตุผลใด ๆ ต่อเจ้าของความคิดเห็นนั้น
3. ความคิดเห็นเหล่านี้ ไม่สามารถนำไปอ้างอิงทางกฎหมาย และไม่เกี่ยวข้องใด ๆ ทั้งสิ้นกับคณะผู้จัดทำเว็บไซต์

ชื่อ :

อีเมล์ :

ความคิดเห็นของคุณ :
                                  

              * ใส่รหัสจากภาพที่เห็นลงในช่องด้านล่าง และใส่คำตอบจากคำถาม เพื่อยืนยันการส่งความเห็น
  และสำลีสีอะไร
    

          ข้อความที่ท่านได้อ่าน เกิดจากการแสดงความคิดเห็นโดยสาธารณชน ซึ่งไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าชื่อผู้เขียนที่้เห็นคือชื่อจริง และข้อความที่เห็นเป็นความจริง ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และถ้าท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือเป็นการกลั่นแกล้งเพื่อให้เกิดความเสียหายต่อบุคคล หรือหน่วยงานใด กรุณาส่ง email มาที่ boyoty999@google.com  เพื่อให้ผู้ดูแลระบบทราบและทำการลบข้อความนั้นออกจากระบบต่อไป ขอขอบพระคุณล่วงหน้า มา ณ โอกาสนี้