การวิจัยพัฒนาแหล่งของไฮโดรเจนที่ราคาถูกเพื่อใช้เป็นพลังงาน

เซลพลังงานหรือ Fuel Cell ที่ใช้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงาน นับว่าเป็นศักยภาพที่ดีในอนาคต ถึงขนาดที่สหรัฐฯ หันมาทุ่มการวิจัยพัฒนาในด้านนี้เป็นขนานใหญ่ เรียกว่า ยุคเศรษฐกิจไฮโดรเจน (Hydrogen Economy) เพราะหากพัฒนาขึ้นสำเร็จ จะเป็นแหล่งพลังงานที่สะอาด ปราศจากมลพิษ มีประสิทธิภาพ และเป็นแหล่งพลังงานที่วางไจได้ สำหรับอาคารบ้านเรือน อุปกรณ์ไร้สาย เช่น โทรศัพท์ ตลอดจนรถยนต์ เป็นต้น แต่ปัญหาหลักประเด็นหนึ่ง ที่ต้องหาทางแก้ไข ได้แก่ ทำอย่างไรจึงจะหาก๊าซไฮโดรเจน ที่มีราคาถูกมาใช้กับเซลพลังงานดังกล่าว

ปัจจุบัน วิธีการในการผลิตก๊าซไฮโดรเจน มีหลายวิธี เช่น 1) แยกจากไอน้ำ 2) สกัดจากแอลกอฮอล์ เช่น เมทานอล หรือ 3) ได้จากชีวมวล เช่น ข้าวโพด หรือ 4) แยกสลายน้ำ ให้ได้ก๊าซออกซิเจน และก๊าซไฮโดรเจน แต่ทั้งหมดนี้ เมื่อพิจารณาในด้านใช้จ่ายจะแพงมาก ไม่คุ้มทุน หนทางหนึ่ง คือ 5) หาทางพัฒนาปรับปรุง ตัวเร่งปฏิกิริยา หรือแคตตาลิส ที่ช่วยการผลิตก๊าซไฮโดรเจนให้เร็วขึ้น ซึ่งแคตตาลิสที่ใช้กันแพร่หลาย ได้แก่ โลหะทอง และทองคำขาว

ขณะนี้ มีรายงานจากทีมของมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน เมดิสัน ว่า สามารถประดิษฐ์แคตตาลิส จากโลหะนิเกิล อลูมิเนียม และดีบุก ซึ่งราคาถูกกว่าเดิมหลายร้อยเท่า และยังคงมีคุณสมบัติ ในการเร่งปฏิกิริยาการผลิตก๊าซไฮโดรเจน จากเมทานอล หรือชีวมวลได้ดีเหมือนแคตตาลิสที่เคยใช้ก่อนๆ

นอกจากนี้ สถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจีย (Georgia Institute of Technology) ก็สามารถพัฒนา กระบวนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนแบบใหม่ โดยใช้เหล็กผสมแคตตาลิส ช่วยให้สามารถผลิตก๊าซไฮโดรเจนได้ ที่อุณหภูมิต่ำกว่าเดิม

การพัฒนาทั้งในรูปแบบแคตตาลิสราคาถูก และการผลิตก๊าซไฮโดรเจน ที่อุณหถูมิต่ำกว่าเดิม ทำให้การพัฒนาพลังงานในเศรษฐกิจไฮโดรเจน ในระยะยาว มีความคุ้มทุนพอที่จะให้อาคารบ้านเรือน และอาคารพาณิชย์ สามารถมีแหล่งพลังงานของตนเอง และเพื่อเร่งรัด ให้มีนวัตกรรมในเรื่องนี้ เมื่อเดือนมกราคมที่ผ่านมา กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ประกาศสนับสนุนการวิจัย การผลิตก๊าซไฮโดรเจน ด้วยงบประมาณถึง 80 ล้านเหรียญสหรัฐฯ

CATALYST CATALOGUE
GROUP
TYPE OF REACTION
FUEL SOURCE
CATALYST MATERIALS
University of Wisconsin
Madison Virent Energy
(Madison, W1)
Liquid reforming of hydrogen from sugars Biomass feedstocks such as glucose Nickel, Tin. Aluminum
Georgia Institute of Technology (Atlanta, GA) Steam reforming Natural gas Iron added to cerium oxide. Praseodymium oxide terbium
Tufts University
(Medford, MA)
Water and carbon monoxide make hydrogen and carbon dioxide Natural gas or other fossil fuels Cerium oxide with one-tecth the gold previously used
National Renewable Energy Laboratory (Golden, (0), University of Hawaii (Honolulu, Hl), University of California, Santa Barbara Splitting water into oxygen hydrogen Sunlight and water Silicon and metal oxide compounds integrated into solar cells

(ที่มา : Technology Review, December 2003/January 2004)

โดย สำนักงานที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กรุงวอชิงตัน