โลกของเราคือดาวเคราะห์ที่อยู่ในจุดที่สมดุลพอดี ไม่ห่างจากดวงอาทิตย์จนหนาวเกินไป และไม่ใกล้จนร้อนสุก แถมเรายังมีก๊าซเรือนกระจก (อย่างพวกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ) กักเก็บความอบอุ่นไว้ให้อีก อาณาเขตที่มีอุณหภูมิพอเหมาะพอเจาะแบบนี้เรียกว่า "habitable zone" นักวิทยาศาสตร์ใช้แนวคิดเรื่อง habitable zone ขีดเส้นในการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตมานานแล้ว

แต่ Raymond Pierrehumbert แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก และ Eric Gaidos แห่งมหาวิทยาลัยฮาวาย คิดว่า habitable zone ของบางระบบสุริยะจักรวาลอาจจะขยายอาณาเขตไปได้ไกลกว่าที่เคยคิดมาก หากมีตัวละครหนึ่งเข้ามาอยู่ในฉากด้วย

พระเอกตัวนั้น คือ "ก๊าซไฮโดรเจน" นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองคิดว่าก๊าซไฮโดรเจนที่มีความหนามากพอจะทำให้หน้าที่เป็นก๊าซเรือนกระจกได้ ในดาวเคราะห์ที่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ของมันมาก ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์, ไอน้ำ, และมีเธนจะแข็งตัวหมด เหลือแต่เพียงไฮโดรเจนที่ยังคงสถานะก๊าซอยู่

จากแบบจำลองที่พวกเขาทำขึ้น หากโลกมีก๊าซไฮโดรเจนคลุมหนากว่าชั้นบรรยากาศที่เรามีสัก 20-30 เท่า แม้จะเอาโลกไปวางไปห่างจากดวงอาทิตย์ในจุดที่ห่างกว่าที่เราอยู่ในปัจจุบันนี้ถึง 15 เท่า โลกก็จะยังรักษาความอบอุ่นไว้ได้ ในขณะเดียวกันก็ยังมีแสงอาทิตย์ส่องทะลุไปถึงผิวโลกมากพอที่จะให้พืชสังเคราะห์ด้วยแสงได้ด้วย

นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ยังคงสงสัยอยู่ว่าความคิดนี้จะเป็นประโยชน์ได้มากขนาดไหน ดาวเคราะห์ที่มีขนาดพอๆ กับโลกไม่น่าจะมีแรงดึงดูดกักก๊าซไฮโดรเจนได้มากพอที่จะสร้างชั้นบรรยากาศหนาขนาดนั้น ในตอนที่โลกกำเนิดใหม่ๆ ก๊าซไฮโดรเจนได้วิ่งหนีออกไปจนเกือบหมด เพราะว่าก๊าซไฮโดรเจนมันเบามาก

ยิ่งไปกว่านั้น การจะหาดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ที่เป็นดวงอาทิตย์ของมันมากๆ ก็ไม่ใช่เรื่องง่าย ส่วนใหญ่ที่นักดาราศาสตร์รู้ว่ามีดาวเคราะห์ขนาดเท่านั้นเท่านี้อยู่ตรงนั้นตรงโน้น ก็ใช้วิธีการสังเกตว่าแสงของดาวฤกษ์ถูกอะไรเคลื่อนผ่านมาบังเป็นรอบๆ หรือไม่ ยิ่งดาวเคราะห์โคจรอยู่ห่างจากดาวฤกษ์มาก โอกาสที่มันจะเคลื่อนผ่านหน้ามาบังแสงดาวฤกษ์ก็ยิ่งน้อยลง นี่ยังไม่นับความยุ่งยากในการวิเคราะห์องค์ประกอบของดาวเคราะห์นั้นๆ เลยนะ

Raymond Pierrehumbert และ Eric Gaidos คิดว่ามีดาวเคราะห์อย่างน้อยอยู่ดวงหนึ่งที่เข้าเค้า ดาวเคราะห์ดวงนั้นมีชื่อว่า OGLE-05-390Lb โคจรอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ของมันเป็นระยะทาง 2.6 เท่าของระยะทางระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก ดาวเคราะห์ OGLE-05-390Lb มีมวลมากกว่าโลกประมาณ 6 เท่าซึ่งใหญ่พอที่จะกักก๊าซไฮโดรเจนไว้ได้ ในจุดที่มันอยู่นั้น หากมีบรรยากาศไฮโดรเจนหนาพอ มันก็น่าจะอุ่นขนาดที่จะให้น้ำคงอยู่ในสถานะของเหลวได้ (อย่างที่รู้กันดีว่า น้ำในสถานะของเหลวคือความหวังแรกในการพบสิ่งมีชีวิต)

ที่มา - New Scientist

คนที่ติดตามข่าวช่วงเมื่อหัวค่ำคงทราบแล้วว่าตอนนี้ทางการญี่ปุ่นได้ประกาศภาวะฉุกเฉินเพิ่มกับเตาปฏิกรณ์ที่ 3 ของโรงไฟฟ้าฟุกุชิมาโรงที่ 1 แล้ว (Fukushima Daiichi Plant)

Yukio Edano หัวหน้ากองเลขาธิการคณะรัฐมนตรีของญี่ปุ่น (Chief Cabinet Secretary) แถลงว่า เนื่องจากความร้อนที่สะสมภายในเตาปฏิกรณ์ที่ 3 ยังคงอยู่ในภาวะวิกฤต แม้ว่าก่อนหน้านี้จะได้มีการเปิดวาล์วเพื่อปล่อยไอน้ำบางส่วนออกมาและปั๊มน้ำเย็นเข้าไปแทนที่ แต่ด้วยความผิดพลาดทางเทคนิคบางประการ ดูเหมือนน้ำทะเลจะปนเข้าไปด้วยทำให้กระแสน้ำไหลเข้าไม่คงที่ การแก้ไขจึงกินเวลานานกว่าที่ควรจะเป็น ช่างเทคนิคของ TEPCO คาดว่าตอนนี้ในเตาปฏิกรณ์ที่ 3 น่าจะมีปริมาณของก๊าซไฮโดรเจนสะสมในปริมาณมาก หากปล่อยให้เจอกับก๊าซออกซิเจนและประกายไฟก็มีโอกาสที่จะระเบิดตูมตามกันอีกรอบได้ (เมื่อวานระเบิดที่เตาปฏิกรณ์ที่ 1 ก็มีสาเหตุมาจากไฮโดรเจนที่สะสมนี่แหละ)

เหตุการณ์ของเตาปฏิกรณ์ที่ 3 ในตอนนี้จึงอยู่ในภาวะตึงเครียดอย่างที่สุด หากเปิดระบายก๊าซไม่ถูกวิธี ก็จะเกิดระเบิด หากไม่เปิดเลย ก็มีความเสี่ยงที่ความดันและอุณหภูมิในเตาปฏิกรณ์สูงจนแท่งเชื้อเพลิงหลอมละลาย

• Update 14-03-2011 11:30
  มีการระเบิดเกิดขึ้นที่เตาปฏิกรณ์ที่ 3 แล้วเมื่อเวลา 11:01 น. วันที่ 14 มีนาคม (ตามเวลาในญี่ปุ่น) เป็นการระเบิดจากไฮโดรเจนตามที่ได้คาดการณ์ไว้ รายงานมีผู้บาดเจ็บ 6 ราย TEPCO ปรับตัวเลขผู้บาดเจ็บจากการระเบิดที่เตาที่ 3 ขึ้นเป็น 11 คนแล้วครับ ในจำนวนนี้มีพนักงานของโรงไฟฟ้า 4 คนและเจ้าหน้ากองกำลังปกป้องประเทศ 4 คน ส่วนหลังคาที่เป็นปูนระเบิด แต่ส่วนครอบโลหะและตัวเตาปฏิกรณ์ไม่ได้รับความเสียหาย อ่านรายละเอียดที่ http://www3.nhk.or.jp/daily/english/14_26.html

ถ้านั่นยังฟังแล้วน่ากลัวไม่พอ เตาปฏิกรณ์ที่ 3 ยังมีความพิเศษอีกอย่าง นั่นคือเชื้อเพลิงในเตาที่ 3 มีส่วนผสมของพลูโตเนียมกับยูเรเนียม ไม่ใช่แค่ยูเรเนียมอย่างเดียวเหมือนอย่างในเตาที่ 1

ข้อดีของการผสมพลูโตเนียมลงไปในแท่งเชื้อเพลิง คือ มันให้พลังงานความร้อนได้เร็วกว่าและมากกว่ายูเรเนียมอย่างเดียว (นี่เป็นสาเหตุที่พลูโตเนียมเป็นที่นิยมใช้ในหัวรบนิวเคลียร์ด้วย) ด้วยข้อดีนี้เองทำให้ในวินาทีนี้มันอันตรายยิ่งกว่า เพราะเกิดความร้อนสะสมมากกว่า นอกจากนี้พลูโตเนียมออกไซด์ยังติดไฟได้ด้วย

(ตามธรรมชาติของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน แม้ว่าในขั้นตอนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงจะใส่แค่ยูเรเนียมลงไปอย่างเดียว พอเวลาผ่านไปก็จะมีพลูโตเนียมเกิดขึ้นด้วย แต่การใส่พลูโตเนียมลงไปในขั้นตอนการผลิตเลยนั้นจะส่งผลให้เชื้อเพลิงมีความเข้มข้นของพลูโตเนียมสูงกว่านั้นมาก)

ตอนนี้ TEPCO กำลังปั๊มน้ำทะเลผสม boric acid เข้าไปเพื่อหยุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ (ตามทฤษฏี ธาตุ Boron ใน boric acid จะจับกับนิวตรอนยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ ทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันไม่สามารถเกิดต่อไปได้)

ท่านนายกรัฐมนตรีญี่ปุ่น นาโอโตะ คัง ได้ประกาศเตือนว่าจะมีการงดจ่ายกระแสไฟฟ้าเวียนสลับกันไปทั้งประเทศ เพื่อให้มั่นใจว่าประเทศยังคงมีพลังงานสำรองเพียงพอ (พลังงานไฟฟ้าในประเทศญี่ปุ่นมีสัดส่วนจากพลังงานนิวเคลียร์ถึงหนึ่งในสาม)

ที่มา - NHK World, New Scientist

เรื่องจับจุลินทรีย์มาผลิตก๊าซไฮโดรเจนเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทำกันมาได้เป็นเวลาหลายปีแล้ว แต่การจะทำเช่นนั้นได้ จุลินทรีย์จะต้องอยู่ในภาวะพิเศษที่ไม่มีก๊าซออกซิเจนเลยและบางทีก็ต้องตัดต่อลักษณะทางพันธุกรรมอะไรบางอย่างเข้าไปด้วย ฉะนั้นมันคงจะดีกว่าถ้าเราหาตัวอะไรสักอย่างที่สร้างก๊าซไฮโดรเจนได้ตามธรรมชาติของมันอยู่แล้วในบรรยากาศธรรมดาๆ

ข่าวดีก็คือนักวิทยาศาสตร์เจอตัวที่ว่านั้นแล้ว

สิ่งมีชีวิตนั้นไม่ได้มาจากนอกโลก ไม่ได้กินสารหนูเป็นอาหาร แต่มันถูกค้นพบในท้องทะเลของอ่าวเม็กซิโกโดย Louis A. Sherman แห่ง Purdue University มันคือ สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน * หรือ cyanobacteria ที่มีชื่อว่า Cyanothece 51142 และจากการทดลองโดยทีมของ ศ. ดร. Himadri Pakrasi แห่ง Washington University (ผู้ค้นพบ Louis A. Sherman ก็ร่วมทีมนี้ด้วย) พบว่า Cyanothece 51142 มีความสามารถพิเศษ "ผลิตก๊าซไฮโดรเจนได้ในสภาวะที่มีอ๊อกซิเจน" และทำได้ดีด้วย

นักวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากแบคทีเรียต่างกันสองชนิดมารวมกัน เพื่อสร้างไฮโดรเจนในเครื่อง bioreactor ซึ่งแบคทีเรียชนิดหนึ่งจะเป็นตัวสร้างให้แบคทีเรียอีกชนิด นอกจากนี้ เอนไซม์ที่เหลืออยู่ยังสามารถใช้ในกำจัดเศษโลหะ ที่หลงเหลือจากการทำปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นองค์ประกอบของรถยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิง ในการเปลี่ยนจากไฮโดรเจนให้กลายเป็นพลังงาน

ในแต่ละวันประเทศอังกฤษมีการทิ้งเศษอาหารกว่า 7 ล้านตันต่อปี ซึ่งส่วนมากของเศษอาหารเหล่านี้จะนำไปสุ่การฝังกลบ ซึ่งก่อให้เกิดก๊าซจำพวกมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซที่ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจก จากความรู้ในการผลิตไฮโดรจนจากสารชีวภาพ ทำให้เศษอาหารเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานอันมีค่าได้

เมื่ออยู่ในภาวะปราศจากออกซิเจน แบคทีเรียบางจำพวกเช่น fermentative จะใช้คาร์โบไฮเดรตเ่ช่นน้ำตาล ในการสร้างไฮโดรเจนและกรด ส่วนแบคทีเรียชนิดอื่นเช่น purple ใช้แสงในการสร้างพลังงานและสร้างไฮโดรเจน เพื่อใช้ในการย่อยสลายโมเลกุล เช่นกรด ซึ่งคุณสมบัติของแบคทีเรียทั้ืงสองประเภทนี้ สามารถนำมาใช้ร่วมกันให้เกิดประโยชน์สูงสุดได้ โดยแบคทีเีรีย purple จะใช้กรดที่ได้จากการผลิตของแบคทีเรีย fermentation

เมื่อนำแบคทีเรียสองชนิดนี้มาใช้ร่วมกัน ทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนได้มากกว่าการใช้แบคทีเรียตัวเดียวโดดๆ ซึ่งความท้าทายในการผลิตระดับใหญ่ก็คือ การออกแบบ photobioreactor ทีมีราคาถูกในการสร้างและสามารถเก็บแสงได้จากพื้นที่จำนวนมาก ปัญหาต่อมาก็คือกระบวนการเชื่อมต่อ เข้ากับระบบป้อนน้ำตาลที่มีความน่าเชื่อถือ

ด้วยวิธีการนี้ ทำให้สามารถสร้างไฮโดรจนได้จากของเหลือจากการเกษตร เช่น ซังข้าวโพดหรือแกลบ แทนการนำไปฝังกลบซึ่งเป็นการทำลายสภาพแวดล้อม

ที่มา - Physorg

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

ใครที่เรียนสายวิทย์ และไม่ได้หลับในคาบวิชาฟิสิกส์ ม.ปลาย ก็คงจะเคยได้ยินเชื่อของ โธมัส ยัง (Thomas Young) มาบ้าง ซึ่งหากจำกันได้ การทดลองที่โด่งดังที่สุดของเขา ก็คือการทดลองเรื่องการแทรกสอดของแสง ซึ่งทำให้เราทราบว่าแสงมีคุณสมบัติเป็นคลื่น

จนถึงวันนี้ การทดลองของยัง ก็ยังคงความขลังเอาไว้ เมื่อนักวิทยาศาสตร์ในยุคปัจจุบันได้ใช้การทดลองอันนี้ กับโมเลกุลระดับไฮโดรเจน โดยการใช้ลำแสงซินโครตรอน (Synchrotron) ในการแยกอิเล็กตรอนออกมา ซึ่งอิเล็กตรอนในการทดลองนี้จะเปรียบเสมือนแสงในการทดลองเก่า ส่วนสลิตคู่ ก็ได้มาจากการนำนิวเคลียส ของไฮโดรเจน มาวางห่างกันในระยะประมาณ 0.1นาโนเมตร

นักวิทยาศาสตร์ผู้ทำการวิจัยกล่าวว่า การทดลองนี้ ทำให้เราสามารถเข้าใจกลไกในการส่งผ่าน ระหว่างฟิสิกส์ยุคเก่า (Classical Physics) กับ ควอนตัมฟิสิกส์ (Quantum Physics) และยังจำเป็นต่อรากฐานทางด้าน การเข้ารหัสเชิงควอนตัม (Quantum Cryptography) และ การประมวลผลเชิงควอนตัม (Quantum Computation)

ที่มา - ScienceDaily?

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?