การระเหยของน้ำกับพลังงานที่มองไม่เห็น : Renewable energy from evaporating water

 The "moisture mill" is a new kind of turbine engine that turns continuously as water evaporates from the wet paper lining the walls of the engine.

ถึงแม้ว่าในปัจจุบันมนุษย์หันมาใช้พลังงานทางเลือกหลากหลายชนิดกันมากขึ้นเช่น พลังงานจากแสงอาทิตย์ พลังงานจากลม และพลังงานจากความร้อนใต้พิภพ เป็นต้น เพื่อลดการพึ่งพาการใช้พลังงานจากฟอสซิล แต่ก็มีพลังงานอีกรูปแบบหนึ่งที่มีศักยภาพมาก เป็นพลังงานที่ทำให้หยดน้ำไปเกาะบนต้นไม้ใหญ่ เป็นพลังงานที่ทำให้หิมะตกบนเทือกเขาหิมาลัย พลังงานที่มองไม่เห็นนี้ก็คือพลังงานจากการระเหยของน้ำ ในอดีตมนุษย์เรายังไม่สามารถสร้างเครื่องมือหรืออุปกรณ์ใด ๆ ที่จะสามารถดึงศักยภาพของพลังงานการระเหยของน้ำมาใช้ได้ แต่ในปัจจุบันนี้ ได้มีกลุ่มคนรุ่นใหม่ได้ริเริ่ม คิดค้นและพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถดึงพลังงานที่มองไม่เห็นนี้ใช้ได้สำเร็จ

ในวันที่ 16 มิถุนายนที่ผ่านมา กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่น่ามหัศจรรย์ในการดึงพลังงานจากระเหยของน้ำจำนวน 2 ชิ้นด้วยกันโดยชิ้นแรก เป็น Piston-driven engine ใช้สำหรับผลิตไฟฟ้าและ Rotary engine สำหรับใช้ขับเคลื่อนรถขนาดจิ๋ว โดยนักวิจัยได้คาดการว่าเมื่อมีการพัฒนาการดึงพลังงานจากการระเหยอย่างกว้างขวางในอนาคตเราจะสามารถใช้เทคโนโลยีดังกล่าวในการผลิตพลังงานไฟฟ้าบริเวณเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำ หรือแม้กระทั้งประดิษฐ์เป็นกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้าซึ่งติดตั้งอยู่บนแหล่งน้ำได้

“การระเหยนั้นเป็นแรงพื้นฐานทั่ว ๆ ไปที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มันเกิดขึ้นในทุก ๆ ที่บนโลกและมันมีพลังที่มหาศาลเมื่อเทียบกับพลังงานอื่น ๆ” Dr. Ozgur Sahin รองศาสตราจารย์ทางด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพและฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ได้กล่าวเกี่ยวกับแนวคิดของงานวิจัย เมื่อปีที่แล้ว Dr. Sahin ได้ค้นพบว่า สปอร์ของแบคทีเรียบางชนิดนั้นสามารถหดตัวและยืดตัวได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความชื้นและเมื่อนำสปอร์ของแบคทีเรียมาติดที่แผ่นฟิล์มบางทั้งสองด้านแผ่นฟิล์มก็เกิดการยืดหดตามความชื้นอากาศที่เปลี่ยนไปเปรียบเสมือนการยืดหดของกล้ามเนื้อ จากพฤติกรรมดังกล่าวสามารถสร้างแรงผลักและดึงให้แก่วัตถุอื่นได้ จากการค้นพบและแนวคิดนี้ทำให้ Dr. Sahin และทีมวิจัยของเขาค้นคว้าและประดิษฐ์อุปกรณ์ที่สามารถดึงพลังงานการระเหยของน้ำออกมาใช้ได้สำเร็จจำนวน 2 ชิ้นได้แก่ Piston-driven engine และ Rotary engine

Source : ExtremeBio. (Sep 02,2015). Renewable Energy from Evaporating Water [Video file]. Video posted to https://www.youtube.com/watch?v=Vj2kuZm-aCA

การสร้าง Piston-driven engine นั้น นักวิจัยได้ติดสปอร์ของแบคทีเรียบนฟิล์มบางหนึ่งด้านซึ่งแผ่นฟิล์มแต่ละแผ่นสามารถเปิดปิดได้เหมือนตลับเทปเรียงต่อกัน โดยหลักการทำงานของอุปกรณ์ชิ้นนี้คือ เมื่ออากาศแห้งปะทะแผ่นฟิล์มสปอร์ของแบคทีเรียจะหดตัวทำให้แผ่นฟิล์มยกตัวขึ้นทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นวัสดุที่ติดกับฟิล์ม ๆ แต่ในทางตรงข้ามเมื่อมีอากาศชื้นเข้ามาสัมผัสกับสปอร์มันจะคลายตัวทำให้แผ่นฟิล์มปิดลงทำให้แผ่นวัสดุดังกล่าวเลื่อนกลับมาที่เดิมซึ่งแรงที่เกิดขึ้นนั้นเหมือนการเคลื่อนที่ของลูกสูบเคลื่อนที่ไปมาเป็นวัฏจักร ในเบื้องต้นนี้การทำงานของอุปกรณ์ชนิดนี้ทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าที่เพียงพอสำหรับหลอดไฟขนาดเล็กๆ

ส่วน rotary engine นั้น นักวิจัยได้นำสปอร์มาติดบนแผ่นฟิล์มด้านเดียวแล้วค่อยๆ บรรจงติดแผ่นฟิล์มดังกล่าวเรียงกันบนวงล้อที่เตรียมไว้ซึ่งเรียกว่า the Moisture Mill โดยครึ่งหนึ่งของ the Moisture Mill จะสัมผัสกับอากาศแห้งและส่วนที่เหลือจะสัมผัสกับอากาศที่ชื้นกว่า หลักการทำงานจะคล้าย ๆ กับ Piston-driven engine คือ เมื่อมีอากาศชื้นสัมผัสกับแผ่นฟิล์มแผ่นฟิล์มนั้นจะยืดออกทำให้เกิดแรงผลักวงล้อและเมื่อสัมผัสกับอากาศที่แห้งแผ่นฟิล์มก็จะหดกลับมาที่เดิมการเกิดขึ้นแบบนี้ทำให้วงล้อเกิดการหมุนได้อย่างต่อเนื่องโดย นักวิจัยได้ติดตั้ง the Moisture Mill กับรถของเล่นขนาดเล็ก ๆ ซึ่งจากการทดลองกับรถของเล่นนี้ the Moisture Mill สามารถทำให้รถของเล่นเคลื่อนที่ได้ด้วยตัวมันเองโดยใช้แค่พลังงานจากการระเหยของน้ำเท่านั้น Dr. Sahin กล่าวเพิ่มเติมว่า “มันมีความเป็นไปได้ที่ในอนาคตเราจะสามารถออกแบบเครื่องยนต์ที่สามารถใช้พลังงานจากการระเหยของน้ำนี้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ซึ่งถ้าทำสำเร็จ ก็จะสามารถลดการใช้น้ำมันหรือแบตเตอร์รี่ได้”

อย่างไรก็ตามจุดประสงค์ที่คาดไว้ของ the Moisture Mill คือการผลิตพลังงานไฟฟ้า โดย Dr. Sahin ให้คำแนะนำว่า “เมื่อวงล้อนี้ไปติดตั้งในพื้นที่แหล่งน้ำขนาดใหญ่ วงล้อนี้ก็จะสามารถหมุนและผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เหมือนกังหันลม”

Bibliography

Renewable energy from evaporating water. (Jun 16, 2015). Retrieved from http://phys.org/: http://phys.org/news/2015-06-renewable-energy-evaporating-video.html