นักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นได้พัฒนาวิธีการใหม่ ในการแยกน้ำเพื่อผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนโดยใช้แสงอาทิตย์ ด้วยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแสงชนิดพิเศษ เทคโนโลยีนี้อาจช่วยให้การผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีราคาถูกลง มีปริมาณมากขึ้น และยั่งยืนมากขึ้นสำหรับการใช้งานในด้านต่างๆ
ในปัจจุบัน ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ได้มาจากก๊าซธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นนี้ยังไม่ใช่ทางเลือกที่เป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการผลิตด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ง่ายนี้อาจเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญหากไฮโดรเจนจะกลายเป็นพลังงานทางเลือกในอนาคต
ศาสตราจารย์คาซุนาริ โดเมน จาก มหาวิทยาลัยชินชู ผู้เป็นนักวิจัยอาวุโสของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Frontiers in Science อธิบายว่า “การแยกน้ำด้วยแสงอาทิตย์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแสงเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับการแปลงและจัดเก็บพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี และการพัฒนาล่าสุดในวัสดุและระบบตัวเร่งปฏิกิริยาแสงทำให้เกิดความหวังว่าจะสามารถนำมาใช้งานได้จริง”
หลักการพื้นฐานของกระบวนการใหม่นี้คือ การแยกน้ำให้เป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน แม้จะดูเหมือนง่าย แต่กระบวนการนี้ต้องใช้พลังงานสูงและต้องการตัวเร่งปฏิกิริยา ในกรณีนี้คือตัวเร่งปฏิกิริยาแสงชนิดพิเศษ เมื่อสัมผัสกับแสง ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้จะช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่แยกน้ำออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ
ทีมวิจัยเลือกใช้กระบวนการแยกน้ำแบบ “สองขั้นตอน” ซึ่ง ดร.ทาคาชิ ฮิซาโทมิ จาก มหาวิทยาลัยชินชู ผู้ร่วมวิจัยอีกท่านหนึ่งอธิบายว่า “แม้เทคโนโลยีการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์จะไม่สามารถทำงานได้ในเวลากลางคืนหรือในสภาพอากาศที่ไม่ดี แต่การเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในรูปของพลังงานเคมีของวัสดุเชื้อเพลิงจะทำให้สามารถใช้งานได้ทุกที่ทุกเวลา”
ทีมของโดเมนและฮิซาโทมิได้พิสูจน์แนวคิดนี้สำเร็จโดยการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 100 ตารางเมตรเป็นเวลาสามปี เครื่องปฏิกรณ์นี้ทำงานได้ดีกว่าในสภาพแสงแดดธรรมชาติเมื่อเทียบกับในห้องปฏิบัติการ โดยฮิซาโทมิกล่าวว่า “ในระบบของเรา การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแสงที่ตอบสนองต่อรังสีอัลตราไวโอเลตทำให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์สูงกว่าภายใต้แสงแดดธรรมชาติประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง”
อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันประสิทธิภาพภายใต้แสงอาทิตย์จำลองมาตรฐานอยู่ที่ 1% เท่านั้น และจะไม่สามารถบรรลุประสิทธิภาพ 5% ภายใต้แสงแดดธรรมชาติได้ เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีต่อไปและทำลายกำแพงประสิทธิภาพ 5% นี้ ทีมวิจัยกล่าวว่าต้องมีนักวิจัยเพิ่มเติมเพื่อพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแสงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและสร้างเครื่องปฏิกรณ์ทดลองขนาดใหญ่ขึ้น
ข้อมูลจาก: Interesting Engineering
ติดตามข่าวสาร อัปเดตเทคโนโลยี รีวิวของใหม่ก่อนใคร ได้ทาง www.techoffside.com และ ช่องทางโซเชียล Facebook, Instagram, YouTube และ TikTok
