The Energy

คลิกกลับไปหน้าแรก Information Link

สถาบันวิจัย และพัฒนาเทคโนโลยีพลังงาน AKE Innovation Center

เรื่องพลังงานไฮโดรเจน
คอร์สเรียนวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี เรื่องประโยชน์ของก๊าซไฮโดรเจน สอนการแยกก๊าซไฮโดรเจน
เชื้อเพลิงพลังงานจากก๊าซไฮโดรเจน

งานวิจัย และพัฒนาพลังงานไฮโดรเจน การผลิตก๊าซไฮโดรเจนจากน้ำเปล่า
ข้อมูลการวิจัย การแยกไฮโดรเจน และอ๊อกซิเจน จากน้ำเปล่าโดยใช้ไฟฟ้า DC 24 V
จำหน่าย และรับสั่งทำ
อุปกรณ์การป้องกันการระเบิด โดยป้องการไฟย้อนกลับ Fire Back ได้ผลป้องกันได้ 100%
โดยคุณชายเอก Akesirikul อีเมล์ akesirikul@gmail.com

พลังงานไฮโดรเจน เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
พลังงานไฮโดรเจน เชื้อเพลิงไฮโดรเจน รถใช้น้ำขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฮโดรเจน Fuel Cell เซลล์เชื้อเพลิง ไฮโดรเจน


             ด้วยราคาน้ำมันดิบที่พุ่งสูงขึ้น และปริมาณการสะสมน้ำมันดิบทั่วโลกที่เริ่มลดน้อยลง ส่งผลให้ในปัจจุบันการพัฒนาเชื้อเพลิงทางเลือกใหม่ (Alternative fuels) ขึ้นมาใช้แทนที่น้ำมันดิบเป็นสิ่งที่ประเทศพัฒนาแล้วต่าง ๆ ทั่วโลก เช่น สหรัฐอเมริกา เยอรมนี อังกฤษ และญี่ปุ่น กำลังให้ความสนใจ และดำเนินงานวิจัยเพื่อสังเคราะห์เชื้อเพลิงประเภทใหม่จากวัตถุดิบต่าง ๆ กันอย่างแพร่หลาย

 ตัวอย่างของเชื้อเพลิงสำคัญที่ทั่วโลก กำลังให้ความสนใจศึกษาและวิจัยอยู่ได้แก่ เชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen)

ถูกนำไปใช้งานควบคู่กับเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cells) สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า และใช้แทนน้ำมันเชื้อเพลิงในรถยนต์ โดยเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen) สามารถสังเคราะห์ได้จากวัตถุดิบตามธรรมชาติหลากหลาย ประเภท อาทิ วัสดุชีวมวล ก๊าซชีวภาพ ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ข้อดีของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) คือ เป็นเชื้อเพลิงที่สะอาด โดยเฉพาะเมื่อใช้กับเซลล์เชื้อเพลิง จะไม่ก่อให้เกิดมลพิษใด ๆ รวมทั้งคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นต้นเหตุสำคัญของภาวะโลกร้อน

        การ ผลิตเชื้อเพลิง ไฮโดรเจน (Hydrogen)

สามารถทำได้หลายกระบวนการ แต่กระบวนการที่ปัจจุบันมีการศึกษาวิจัยมากที่สุดและได้รับการคาดหมายว่าจะ สามารถใช้จริงในเชิงพาณิชย์ได้ง่ายที่สุด คือ กระบวนการความร้อนเคมี (Thermo-chemical Processes) เช่น กระบวนการรีฟอร์มมิง (แปรรูป) ซึ่งแบ่งออกได้เป็นอีกหลายกระบวนการย่อยขึ้นอยู่กับสารที่ใช้
        กระบวนการรีฟอร์มมิงหลัก ๆ ที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย คือ 1.กระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ (steam reforming) ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพในการผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen) สูง แต่เสียค่าใช้จ่ายน้อย จึงถูกนำมาใช้ในทางการค้าแล้ว โดยหลักการของกระบวนการนี้คือ การป้อนไอน้ำ (steam) เข้าสู่ระบบเพื่อทำปฏิกิริยากับสารไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ในสถานะก๊าซ เช่น ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซชีวภาพ และเอทานอล เป็นต้น โดย ไฮโดรเจน (Hydrogen) จะถูกดึงออกจากไอน้ำ (H2O) สารไฮโดรคาร์บอน (CH) ส่วนออกซิเจนที่เหลือจากน้ำและคาร์บอนที่เหลือจากไฮโดรคาร์บอนจะรวมตัวกันเป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)

        2. กระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide reforming หรือ Dry reforming) เป็นกระบวนการที่คล้ายคลึงกับกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ แต่จะต่างกันตรงที่ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบ ข้อดีของกระบวนการนี้คือช่วยลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศ อีกทั้งยังควบคุมระบบการทำงานได้ง่ายกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ แต่ข้อเสียคือ สัดส่วนของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่ได้จากกระบวนการนี้จะต่ำกว่ากระบวนการแรก และตัวเร่งปฏิกิริยาจะเสื่อมสภาพเร็วกว่าเนื่องจากจะมีคาร์บอนจากคาร์บอน ไดออกไซด์ไปเกาะอยู่ที่บริเวณผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา

        3. กระบวนการออกซิเดชันบางส่วน partial oxidation) ซึ่งเป็นกระบวนการระหว่างสารไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจนกระบวนการนี้มีข้อได้ เปรียบกว่าสองกระบวนการแรก ตรงที่ไม่จำเป็นต้องป้อนพลังงานจากภายนอก เนื่องจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นแบบคายความร้อน ทำให้เกิดพลังงานขึ้นภายในระบบ แต่ข้อจำกัดของกระบวนการนี้คือ ปริมาณออกซิเจนที่ป้อนเข้าสู่ระบบต้องไม่สูงจนเกินไปเนื่องจากออกซิเจนที่ เหลือจากกระบวนการจะกลับมาทำปฏิกิริยากับ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่ผลิตได้ กลายเป็นน้ำ ทำให้สูญเสียผลผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen)

        นอกจากนั้น ข้อจำกัดที่สำคัญอีกประการของการใช้กระบวนการนี้ในเชิงพาณิชย์คือ ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการจะสูงกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิงปกติ เนื่องจากต้องมีระบบแยกออกซิเจนจากอากาศก่อนป้อนเข้าสู่ระบบ เพราะหากไม่แยกออกซิเจนออก จะทำให้ปริมาณความเข้มข้นของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่ผลิตได้ลดลง เนื่องจากอากาศมีปริมาณไนโตรเจนสูง

        และ 4. กระบวนการร่วมระหว่างกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำกับออกซิเดชันบางส่วนหรือที่เรียกกันว่า ออโตเทอร์มัลรีฟอร์มมิง (Autothermal reforming) ซึ่งเป็นกระบวนการใหม่ที่นำข้อดีของกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำและกระบวน การออกซิเดชันบางส่วนมารวมกันโดยการป้อนทั้งน้ำและออกซิเจนเพื่อทำปฏิกิริยา กับสารไฮโดรคาร์บอน ข้อดีของกระบวนการนี้คือ สามารถผลิต ไฮโดรเจน (Hydrogen) ได้ในอัตราส่วนที่มากกว่ากระบวนการออกซิเดชันบางส่วน และใช้พลังงานน้อยกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ
ในปัจจุบันกระบวนการดังกล่าวกำลังเป็นที่นิยมและเริ่มมีการใช้งานจริง

 

Reforming of renewable and fossil fuels on noble metal catalysts

 

การจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนจะ ถูกกักเก็บได้ในถังในรูปแบบของ ของเหลว ก๊าซ หรือของแข็งในรูปสารประกอบเคมีการเก็บในรูปแบบก๊าซ ถังเก็บจะมีปริมาตรใหญ่ เนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนจะเบาและมี ความหนาแน่นน้อยที่ ความดันบรรยากาศ เพื่อให?สามารถเก็บมวลไฮโดรเจนได้มากจึงต้องอัดไปที่ความดันสูงเพื่อลด ปริมาตรของถังเก็บ

ตัวอย่างเช่น ถังมี ปริมาตร 50 ลิตร มวล 65 กิโลกรัม ความดัน 200 บาร์ สามารถบรรจุไฮโดรเจนได้ปริมาตร 8.9 ลู กบาศ์กเมตร คิดเป็นมวล 795 กรัม ความหนาแน่น 16 กรัมต่อลิตร หรื อ 16 กิโลกรัมต่อลูกบาศกเมตร หรืออั ตราส่วนเชิงมวล 1.22 เปอร์เซนต์โดยน้ำหนักถัง จึงยังไม่เหมาะสมในการนํามาใช้กับรถยนต์ แต่ถ่าพัฒนาถังให้เก็บที่ความดั น 700 บาร์ จะเก็บพลังงานได้ 350 เม็กกะจูล ซึ่งสามารถใช้กับรถยนต์ได้การเก็บ ในรูปของเหลว

ปล่อยก๊าซทิ้งเพื่อควบคุมความดันในถัง เก็บ อีกทั้งต้องเสียค่าพลังงานไฟฟ้ามากในการทําให้อุณหภูมิต่ำซึ่งสูงถึงหนึ่งใน สามของพลังงานไฮโดรเจนการเก็บไว้ใน ท่อถ่านนาโน (Carbon nanotube)การ เก็บในรูปสารประกอบเคมี

สะดวกใน การขนส่ง โซเดียมไฮดรายด์ สามารถเก็บไฮโดรเจนได้ประมาณ 4 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

โดยใช้ โลหะไฮดรายด์ ต้องคํานึงถึงน้ำหนักถังและอุณหภูมิที่เหมาะสม โลหะไฮดรายด์สามารถเก็บไฮโดรเจนได้ประมาณ 2-3 เปอร์เซ็นต์ ของน้ำหนักถัง จึงเป็นปัญหาในเรื่องน้ำหนักถังเก็บ การบรรจุไฮโดรเจนเข้าถังเก็บต้องมีการระบายความร้อนออกจากถังเก็บ และในการจ่ายไฮโดรเจนออกจากถังเก็บก็ต้องให้ความร้อนกับโลหะไฮดรายด์ถึงจะ ได้ก๊าซไฮโดรเจนออกมาที่แต่ละสภาวะของอุณหภูมิและความดัน การเก็บในรูปสารประกอบไฮดรายด์ จําพวก โซเดียม โพแทสเซียม หรือลิ เทียม โซเดี ยมไฮดรายด์ (NaH) สามารถคายก๊าซไฮโดรเจนด์วยการทํ าปฏิกิริยากับน้ำได้ สารประกอบโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และก๊าซไฮโดรเจน และในทางกลับกันเมื่อนําโซเดียมไฮดรอกไซด์มาให้ความร้อนก็จะได้โซเดียม ไฮดรายด์กับก๊าซอ็อกซิเจนกลับมาใหม่ ดังนั้นโซเดียมไฮดรายด์จึงเป็นพาหะพลังงาน ซึ่งสามารถอัดเม็ด และเคลือบผิวกันน้ำเพื่อ โดยใช้คุณสมบัติ การดูดซับทางกายภาพของถ่านซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันที่อุณหภูมิต่ำ 70 เคลวิ น ความดัน 40 บาร์ จะเก็บไฮโดรเจนได้ประมาณ5 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนัก ซึ่งอยู่ระหว่างการพัฒนาเทคโนโลยี่เพื่อให้เก็บไฮโดรเจนได้มากขึ้นและนํามา ใช้งานต่อไป จะต้องเก็บในถังความดันที่มีอุณหภูมิต่ำมากถึง -273 องศาเซลเซียส และมีปัญหาใน เป็นการใช้ไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะไม่ ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศแต่ขึ้นกับแหล่งในการผลิตกระแสไฟฟ้าตัวอย่างของ แหล่งในการผลิตกระแส เป็นการใช้ความร้อนกับแหล่งพลังงาน เช่น ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน ชีวมวล เชื้อเพลิงเหลว เป้นต้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจน เช่น Reforming Gasification Partial Oxidation High-temperature Water Splitting

ติดต่อสมัครเรียนได้ที่ห้างอิมพิเรียลลาดพร้าว โซนการศึกษาชั้น 3
ลงทะเบียนได้ทาง ไลน์ ake007online

กลับไปหน้า Information

 

 

 

 

 

สงวนลิขสิทธิ์ การออกแบบหน้าเว็บเพจเว็บไซต์สไตล์หน้าแรก index โดยAKE เอกสิริกุล ผู้ออกแบบ และเจ้าของลิขสิทธิ์ ห้ามคัดลอกเรียนแบบ ห้ามดัดแปลงใดๆในรูปแบบของหน้า Index