น้ำทะเล แหล่งพลังงานใหม่สำหรับการผลิตพลังงาน

มหาวิทยาลัยชั้นนำแห่งหนึ่งของญี่ปุ่นได้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่มีประสิทธิภาพซึ่งทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เหมาะสำหรับใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงได้

เทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาโดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่นถือเป็นวิธีแรกในการใช้การเร่งปฏิกิริยาทางเคมีโดยการให้ตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับแสงแดด ส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงสุดและมีความเป็นไปได้ในการใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ได้ในเซลล์เชื้อเพลิง

โครงการวิจัยนี้ได้รับการนำโดย Shunichi Fukuzumi และนักวิทยาศาสตร์ได้เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสารวิทยาศาสตร์ยอดนิยม

ปัจจุบันเซลล์เชื้อเพลิงทำงานด้วยก๊าซไฮโดรเจนเป็นหลัก แต่ทางเลือกที่ทีมของฟุกุซูมิเสนอมีข้อดีหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถจัดเก็บได้ง่ายกว่าในความหนาแน่นสูง เทคโนโลยีในปัจจุบันช่วยให้สามารถจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปของก๊าซได้โดยใช้แรงดันสูงหรืออุณหภูมิต่ำ และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีความปลอดภัยมากกว่าในกรณีนี้ ทั้งในระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง ปัญหาเดียวคือ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถค้นหาวิธีการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงที่มีประสิทธิภาพในการผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เหลวได้ เนื่องจากมีเทคโนโลยีที่ไม่ใช้รังสีดวงอาทิตย์ แต่ต้นทุนด้านพลังงานทำให้ไม่สามารถใช้งานได้จริง

แต่ทีมของฟุกุซูมิได้สร้างเซลล์อีกเซลล์หนึ่งที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ชนิดหนึ่งที่ผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นจะเร่งขึ้น โดยน้ำทะเลจะถูกออกซิไดซ์และระดับออกซิเจนจะลดลง ส่งผลให้เกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ทีมวิจัยของฟุกุซึมิอธิบายว่าความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในน้ำทะเลหลังจากการสัมผัสกับแสงแดดของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงเป็นเวลา 24 ชั่วโมงอยู่ที่ประมาณ 48 มิลลิโมล ซึ่งสูงกว่าที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้ถึงสี่เท่า (ในน้ำบริสุทธิ์ ระดับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 2 มิลลิโมล)

นักวิทยาศาสตร์รู้สึกสนใจกับช่องว่างที่สำคัญในตัวเลขนี้ และพวกเขาก็ได้ค้นพบว่า ปัญหาอยู่ที่คลอรีนที่มีประจุลบในน้ำทะเล ซึ่งเป็นสารที่ทำให้มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น และส่งผลให้ระดับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในน้ำเพิ่มขึ้น

ตามที่นักวิจัยได้กล่าวไว้ เทคโนโลยีใหม่ในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้ามีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 0.3% ประสิทธิภาพของวิธีการโฟโตแคทาไลติก (โดยใช้การเร่งปฏิกิริยาเคมี) ในการผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อยู่ที่ 0.55% และประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงอยู่ที่ 50%

แน่นอนว่าประสิทธิภาพโดยรวมของเทคโนโลยีการผลิตพลังงานใหม่นั้นค่อนข้างสูง แต่แผงโซลาร์เซลล์แบบเดิมได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าในปัจจุบัน ศาสตราจารย์ชุนอิจิ ฟุกุซูมิและเพื่อนร่วมงานของเขาเชื่อมั่นว่าประสิทธิภาพของวิธีการใหม่นี้สามารถปรับปรุงได้ด้วยการใช้วัสดุที่ดีขึ้นสำหรับเซลล์โฟโตอิเล็กโตรเคมี และผู้เชี่ยวชาญยังวางแผนที่จะหาวิธีลดต้นทุนการผลิตพลังงานอีกด้วย

[ 1 ], [ 2 ]