เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ถูกนำไปใช้ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีหรือจุดระเบิดในเครื่องสันดาปภายในเพื่อให้พลังงานกับอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคส์หรือรถไฟฟ้า มันยังถูกใช้ในการขับเคลื่อนยานอวกาศ และมีศักยภาพที่จะถูกผลิตในเชิงพานิชย์เพื่อใช้กับการขนส่งทั้งภาคพิ้นดินและทางอากาศ เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่ปล่อยมลภาวะในสิ่งแวดล้อม
ไฮโดรเจนเป็นธาตุแรกในตารางธาตุ เป็นธาตุที่เบาที่สุดในโลก เนื่องจากมันเบามาก มันมักจะลอยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ จึงยากที่จะได้เห็นมันในรูปบริสุทธิ์คือ H2 ในเปลวแก๊สไฮโดรเจนหรือในขณะที่กำลังใหม้ในอากาศ H2 จะทำปฏิกิริยากับ O2 เป็นน้ำ (H2O) และปล่อยความร้อนออกมา กับ ไนโตรเจนออกไซด์อีกเล็กน้อย
ในเมื่อไฮโดรเจนติดไฟได้ มันจึงทำตัวเหมือนกับว่ามันเป็นเชื้อเพลิง แต่มันเป็นแค่พาหะของพลังงานตัวหนึ่งเท่านั้น เหมือนกับไฟฟ้า ที่ไม่ใช่แหล่งพลังงาน ดังนั้น ไฮโดรเจนจึงต้องถูกสร้างขึ้นมา ซึ่งการผลิตมันขึ้นมา ทำให้เกิดผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม เพราะมันต้องการเชื้อเพลิงพลังงานอย่างอื่นในการผลิต เชื้อเพลิงที่ใช้ผลิตมีปริมาณพลังงานมากกว่าพลังงานที่ตัวมันเองสามารถผลิตได้เสียอีก ซึ่งผิดหลักการอนุรักษ์พลังงาน ยกตัวอย่าง ไฮโดรเจน 1 กก ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการผลิต 39 หน่วย ไฮโดรเจน 1 กก มีพลังงาน 123 MJ แต่พลังไฟฟ้า 1 หน่วย เท่ากับ 3.6 MJ พลังไฟฟ้า 39 หน่วย เท่ากับ 39x3.6 =140 หน่วย แสดงว่า ต้องใช้พลังงาน 140 MJ เพื่อผลิตให้ได้พลังงาน 123 MJ[1]
กระบวนการผลิต แก้
มีหลายวิธี เช่น
- การแยกด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) โดยการส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไปในน้ำ ให้อะตอมของไฮโดรเจนแยกออกจากอะตอมของออกซิเจน ไฟฟ้าที่ใช้ควรเป็นไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทนเพื่อให้ไฮโดรเจนที่ได้ เป็นพลังงานอยู่ในกลุ่มเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์กำลังหาวิธีผลิตไฮโดรเจนไว้ใช้เองให้ได้ในท้องถิ่นด้วยราคาที่ต่ำ
- การแยกด้วย steam-methane reforming process เป็นการสกัดไฮโดรเจนออกจากมีเทน(CH4) แต่ก็จะได้ CO และ CO2 ออกมาด้วย ซึ่งแก๊สทั้งสองเป็นตัวการทำให้โลกร้อน ถึงแม้กระนั้นก็ตาม กระบวนการนี้ยังเป็นเทคโนโลยีชั้นแนวหน้าที่ใช้อยู่ในอุตสาหกรรมการผลิตไฮโดรเจนในปัจจุบัน สำหรับวิธีการอื่นๆในการผลิตแก๊สไฮโดรเจน จะหาอ่านได้ในบทความกระบวนการผลิตไฮโดรเจน
พลังงาน แก้
ไฮโดรเจนที่ได้จากขบวนการผลิต เป็นพาหะของพลังงาน ที่จะถูกนำไปใช้ในขบวนการอื่น เมื่อมันถูกเผา พลังงานที่ได้จะออกมาในรูปของความร้อน ที่อุณหภูมิประมาณ 2000°C
การนำไปใช้งาน แก้
เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถจ่ายพลังงานให้กับรถยนต์ เรือหรือเครื่องบิน หรือให้กับเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อให้กำลังกับมอเตอร์ไฟฟ้า
ในเรื่องความปลอดภัยจากการระเบิด รถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน มีความปลอดภัยเท่ากับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันปกติ[2]
ดูเพิ่ม แก้
อ้างอิง แก้
