กระบวนการใหม่ในการใช้กรดฟอร์มิกผลิตและกักเก็บ

ไฮโดรเจน สำหรับการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน  

ลองตั้งคำถามให้ลองคิดกันว่า “มันมีเชื้อเพลิงทางเลือกชนิดใดที่จะทดแทนการใช้น้ำมันเบนซิน และน้ำมันดีเซล สำหรับรถยนต์และรถบรรทุกนับพันล้านคันบนท้องถนน ?”  หากคำตอบคือเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่ได้จากก๊าซชีวภาพ หรือ การสร้างเชื้อเพลิงใหม่จากรวมตัวกันของคาร์บอนกับไฮโดรเจน เพื่อเป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้น มันอาจต้องมีการลงทุนในการผลิตจำนวนมหาศาล

ด้วยการเพิ่มขึ้นของพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ และการเพิ่มจำนวนของรถยนต์ไฟฟ้า หลายคนในสหรัฐอเมริการอาจหลงลืมสิ่งสำคัญที่เคยให้คำมั่นกันไว้ นั่นคือ “hydrogen economy.” ซึ่ง "hydrogen economy"  หมายถึงวิสัยทัศน์ที่จะนำไฮโดรเจนมาใช้เป็นแหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำ ที่จะใช้ทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงและก๊าซธรรมชาติ สำหรับรถยนต์ในการเดินทางและการขนส่ง เนื่องจากเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีความน่าสนใจเพราะว่าการเผาไหม้ของมันได้สร้างพลังงานความร้อน หรือ พลังงานไฟฟ้าโดยที่สิ่งที่เหลือทิ้งออกมาคือ “น้ำ”

ในห้องวิจัยทั่วโลกได้รับการเปิดเผยว่ามีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องด้านการพัฒนาพลังงานไฮโดรเจน โดยมีรายงานในวรสารของ the American Chemical Society ว่าพวกเขาสามารถสร้างกระบวนการใหม่ในการทำให้การใช้พลังงานไฮโดรเจนมุ่งไปสู่ความยั่งยืนด้านพลังงานได้รวดเร็วขึ้น

ความท้าทายสำคัญสิ่งหนึ่งในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคือการกักเก็บไฮโดรเจน อย่างที่เราทราบกัน ไฮโดรเจนระเบิดได้และต้องการถังในการกักเก็บที่มีราคาแพงเพื่อความปลอดภัย แต่ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่ากรดฟอร์มิกเป็นทางเลือกที่ดีในการกักเก็บไฮโดรเจน  กรดฟอร์มิก (Formic acid) เป็นกรดคาร์บอกซิลิกที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อนนัก มีสูตรโมเลกุล CH₂O₂ ในธรรมชาติพบในพวกมดและผึ้ง เพื่อใช้สำหรับป้องกันตัวจากศัตรู

โรงงานเคมีทั่วไปและวัตถุดิบจากพิษของมดเป็นสิ่งที่มีความเสถียรและราคาไม่แพง หนึ่งโมเลกุลของ กรดฟอร์มิกประกอบด้วย 5 อะตอม โดยที่มีอยู่ 2 อะตอมคือ ไฮโดรเจน  แต่การแยกอะตอมของกรดฟอร์มิก เพื่อปลดปล่อยไฮโดรเจนและผลิตไฟฟ้าต้องการความร้อนและกระบวนที่ยุ่งยาก Qiang Xu และทีมงานได้ค้นพบแนวทางใหม่ที่ดีกว่าเดิม  นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการง่าย ๆ สำหรับผลิต palladium-based nanomaterial  ซึ่งสามารถกระตุ้นการแตกตัวของกรดฟอร์มิกกลายเป็นไฮโดเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ มันเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงมากเมื่อเทียบกับการสังเคราะห์แบบอื่น ๆ โดยกระบวนการดังกล่าวสามารถสังเคราะห์ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ โดยไม่มีคาร์บอนมอนดอกไซด์ปนเปื้อนเหมือนกับกระบวนการอื่น ๆ

ศึกษาข้อมูลพลังงานไฮโดรเจนเพิ่มเติมได้ที่นี่ http://ienergyguru.com/category/renewable_energy/hydrogen/

แปลและเรียบเรียงโดย: วิชาญ นาคทอง (ทีมงาน iEnergyGuru)

Bibliography

technologyreview.com. (NA). A Pollution-Free Hydrogen Economy? Not So Soon. Retrieved from www.technologyreview.com: https://www.technologyreview.com/s/401988/a-pollution-free-hydrogen-economy-not-so-soon/

th.wikipedia.org. (2016, January 21). กรดฟอร์มิก. Retrieved from https://th.wikipedia.org: https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B8%94%E0%B8%9F%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B8%A1%E0%B8%B4%E0%B8%81

theguardian.com. (2012, October 11). What's the 'hydrogen economy'? Retrieved from http://www.theguardian.com/: http://www.theguardian.com/environment/2012/oct/11/hydrogen-economy-climate-change

ultraphyte.com. (2013, December 30). Bacterial Formic Acid: The New Fuel. Retrieved from http://ultraphyte.com/: http://ultraphyte.com/2013/12/30/bacterial-formic-acid-the-new-fuel/

กระบวนการใหม่ในการใช้กรดฟอร์มิกผลิตและกักเก็บ ไฮโดรเจน สำหรับการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน