หนึ่งในพลังงานทางเลือกที่ได้รับความสนใจกันคือเซลล์เชื้อเพลิงที่ต้องการไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยมีของเสียเป็นน้ำเท่านั้น ล่าสุดสถานีเติมไฮโดรเจนสถานีแรกก็เปิดบริการในลอส แองเจลลิสแล้ว

ข้อดีของเซลล์เชื้อเพลิง นอกจากจะไม่ปล่อยคาร์บอนซึ่งเป็นพิษต่อร่างกายแล้ว ระยะทางที่วิ่งได้ของรถใช้เซลล์เชื้อเพลิงยังสูงกว่ารถไฟฟ้าถึงเท่าตัว และยังมีความเป็นไปได้ที่จะผลิตเครื่องไฮโดรเจนในบ้านไว้สำหรับการใช้งานระยะใกล้ๆ ประจำวันได้

แม้พลังงานไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิงจะไม่ปล่อยคาร์บอน แต่พลังงานที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจนก็ยังต้องหาหนทางที่จะสร้างแหล่งพลังงานสะอาดกันต่อไป เพราะเซลล์เชื้อเพลิงนั้นจะช่วยแก้ปัญหาได้ก็เป็นปัญหามลพิษในเขตเมืองเท่านั้น

ที่มา - TechCrunch

แม้ว่าเซลล์เชื้อเพลิงอาจจะเป็นความหวังที่ดีสำหรับรถยนต์พลังงานสะอาด แต่ในความเป็นจริงคือการใช้เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับรถทั่วไปนั้นยังห่างไกลความเป็นจริงอีกมาก เนื่องจากถังเก็บก๊าซที่มวลโมเลกุลต่ำๆ เช่นก๊าซไฮโดรเจนนั้นอาจจะต้องการถึังแรงดันถึง 5,000psi ซึ่งไม่สามารถติดตั้งลงในรถยนต์ได้

แต่มหาวิทยาลัย Pardue โดยทีมของศาสตราจารย์ Arvind Varma ก็ได้เสนองานวิจัยใหม่ที่ทำให้การจัดเก็บก๊าซต้องการถึงแรงดันเพียง 200psi ซึ่งใช้งานในรถยนต์ได้

กระบวนการนี้เรียกว่ากระบวนการ hydrothermolysis โดยอาศัยผงเคมี ammonia borane ซึ่งเป็นของแช็งที่มีสัดส่วนธาตุไฮโดรเจนสูงสุดมาช่วยจัดเก็บไฮโดรเจน แล้วจึงดึงออกมาภายหลังด้วยน้ำและความร้อน

ปัญหาของกระบวนการนี้คือมันต้องการความร้อน 170 องศาเซลเซียสเพื่อให้ ammonia borane ปลดปล่อยไฮโดรเจนออกมา ขณะที่กระบวนการของเซลล์เชื้อเพลิงมักอยู่ที่ 85 องศาเซลเซียสเท่านั้น

กระบวนการนี้ถูกจดสิทธิบัตรโดยทางมหาวิทยาลัยแล้ว และทีมงานเตรียมการพัฒนากระบวนการย้อนกลับเพื่อให้เปลี่ยนพลังงานกลับมาเป็น ammonia borane ได้อีกครั้ง

ที่มา - PhysOrg

บริษัทผู้ผลิตรถยนตร์จากญี่ปุ่น ต่างแข่งขันกันรถยนตร์ ที่ใช้เชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด, เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีราคาไม่สูงจนเกินไป ทำให้ประเทศญี่ปุ่นมีรถยนตร์ที่ใช้พลังงานต่างชนิดออกมา อย่างมากมาย เช่น รถยนตร์ไฮบริด, รถยนตร์ไฟฟ้า และรถยนตร์ที่ใช้พลังงานจากเซลล์เชื้อเพลิง

ฮอนด้า บริษัทผลิตรถยตร์ชั้นนำของญี่ปุ่น วางแผนที่จะสร้างเครือข่ายของตัวแทนจำหน่าย รถยนตร์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงในการขับเคลื่อน ในสหรัฐ

รถยนตร์พลังเซลล์เชื้อเพลิง ที่จะเข้าไปตีตลาดสหรัฐ คือรุ่น 200 FCX Charity ซึ่่งมีสัญญาในการผลิต เป็นระยะเวลา 3 ปี

สำหรับรถรุ่น FCX Charity มีประสิทธิภาพ ในการใช้เชื้อเพลิงสูงกว่ารถยนตร์ที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง 3เท่า สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้ 4 คน และวิ่งได้เป็นระยะทางไกลกว่าเดิม 30%

ที่มา - Physorg

วิศวกรจาก MIT พัฒนาวัสดุ ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับเซลล์เชื้อเพลิงได้มากกว่า 50% ซึ่งอาจทำให้เซลล์เชื้อเพลิงได้รับความนิยมในท้องตลาดมากขึ้น

พอลลา ที แฮมมอนด์ (Paula T. Hammond) หัวหน้าทีมวิจัย ได้ทำการพัมนาวัสดุ ที่มีประสิทธิภาพต่อราคาสูง, สามารถปรับแต่งได้อย่างยืดหยุ่น ซึ่งวัสดุดังกล่าว สามารถนำไปใช้ร่วมกับระบบเซลล์ไฟฟ้าเคมี ชนิดอื่นๆ เช่น แบตเตอรี

เซลล์เชื้อเพลิงมีหลักการทำงานคล้ายกับแบตเตอรี โดยมีองค์ประกอบที่สำคัญสองส่วน คือ อิเล็กโทรด ซึ่งประกอบไปด้วยขั้วแคโทดและแอโนด และ สารอิเล็กโตรไลท์ ซึ่งอยู่ระหว่างขั้วทั้งสอง ปฏิกิริยาเคมีระหว่างขั้วทั้งสอง จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กโทรไลท์ ส่วนที่ทำให้เซลล์เชื้อเพลิงต่างไปจากแบตเตอรี ก็คือ แบตเตอรีจะได้พลังงานจากระบบปิดในตัวมันเอง ในขณะที่เซลล์เชื้อเพลิง จะได้พลังงานจากไฮโดรเจน

ทีมวิจัย ได้ให้ความสนใจในการพัฒนาวัสดุให้ใช้กับ การเปลี่ยนเมทานอลให้เป็นเซลล์เชื้อเพลิงโดยตรง (Direct Methanol Fuel Cells) ซึ่งในปัจจุบัน วัสดุที่ใช้อยู่ในท้องตลาด ยังมีประสิทธิภาพที่ต่ำ และมีราคาแพง

โดยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า layer-by-layer assembly ทำให้นักวิจัย สามารถสร้างวัสดุที่เป็นแผ่นฟิล์มบางเพียงไม่กี่นาโนเมตร ซึ่งฟิล์มดังกล่าว สามารถให้พลังงานไฟฟ้าออกมา มากกว่าวัสดุทั่วไปในท้องตลาดกว่า 50%

ที่มา - EurekAlert

นักวิจัยจากเยอรมัน ประสบความสำเร็จ ในการคิดค้นกระบวนการสร้างไฮโดรเจนจากกรดฟอร์มิก (Formic acid) ที่อุณหภูมิห้อง

กรดฟอร์มิก เป็นกรดอินทรีย์ที่มีโครงสร้างโมเลกุลไม่ซับซ้อนมากนัก ตามมธรรมชาติสามารถพบได้จากสัตว์จำพวก มดและผึ้ง มีสูตรโมเลกุลคือ CH2O2 การเปลี่ยนกรดฟอร์มิกให้กลายมาเป็นพลังงาน ของนักวิจัยดังกล่าว ทำได้โดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม ก็จะได้เป็นไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ และการใช้ตัวดูดซับคาร์บอน ก็เพียงพอที่จะทำให้เราได้ไฮโดรเจนบริศุทธิ์ออกมา ซึ่งการใช้กรดฟอร์มิกมีข้อดีหลายอย่าง ก็คือ สามารถจัดเก้บได้ง่าย, ไม่เป็นพิษ, และสามารถสังเคราะห์ขึ้นมาได้ง่าย

ที่มา - EurekAlert

ในหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งเชื่อกันว่า การใช้คาร์บอนนาโนทิวบ์ (Carboon Nanotube) น่าจะเป็นความหวังใหม่ในการกักเก็บไฮโดรเจน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell)

แต่จนถึงปัจจุบัน การพัฒนาคาร์บอนนาโนทิวบ์ ยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการ ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ ในการใช้กักเก็บไฮโดรเจน ทำให้ความต้องการที่ใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพมากกว่า ยังคงมีความจำเป็นต่อไป

นักวิจัยชาวจีน Dapeng Cao ได้เสนอความคิดที่จะใช้ ซิลิคอนนาโนทิวบ์ (Silicon Nanotube) แทนที่จะเป็นคาร์บอนเหมือนแต่ก่อน โดยข้อมูลจากการจำลองโครงสร้างทางโมเลกุล พบว่า การใช้ซิลิคอนจะสามารถกักเก็บไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า การใช้คาร์บอนนาโนทิวบ์ โดยเป็นการเปรียบเทียบ ในภาวะการใช้งานของเซลล์เชื้อเพลิงในปัจจุบัน

แต่ถึงอย่างไร ข้อเสนอนี้ก็ยังเป็นแค่แบบจำลอง ยังคงต้องรอการพิสูจน์ในทางปฏิบัติต่อไป

ที่มา - Physorg

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนีย (Virginia University) ได้ค้นพบวัสดุชนิดใหม่ ซึ่งสามารถกักเก็บและขนส่งเชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วัสดุชนิดใหม่นี้ หากมองในแง่ของการดูดซับไฮโดรเจน ถือว่าเป็นวัสดุที่สามารถดูดซับไฮโดรเจนได้มากที่สุดในปัจจุบัน โดยสามารถดูดซับไฮโดรเจนได้ถึง 14? % โดยน้ำหนักที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งวัสดุทั่วไปสามารถดูดซับไฮโดรเจนได้แค่ 7-8 % โดยน้ำหนัก และเป็นการดูดซับในอุณหภูมิที่ต่ำมากๆ (ต่ำว่า 0 องศาเซลเซียส)

การค้นพบวัสดุชนิดใหม่นี้ เป็นความหวังของการใช้พลังงานไฮโดรเจนอย่างแพร่หลาย

ป.ล. ตามข่าวไม่ได้บอกว่าวัสดุชนิดใหม่นี้ ทำจากอะไรหรือประกอบด้วยอะไร คาดว่าคงไม่อยากให้ความลับของสิทธิบัตรรั่วไหล

ที่มา - ScienceDaily?