ญี่ปุ่นพบวิธีเก็บไฮโดรเจนแบบง่าย หรือนี่จะเป็นจิ๊กซอว์สุดท้ายของรถยนต์พลังงานไฮโดรเจน ?
นักวิจัยจากสถาบันด้านสสารเกิดใหม่ในญี่ปุ่น ค้นพบวิธีการเก็บแอมโนเนียที่ประหยัดและเสถียร ซึ่งสามารถต่อยอดเป็นการเก็บพลังงานไฮโดรเจนได้เช่นกัน
นักวิจัยจากสถาบัน RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) ของญี่ปุ่น ค้นพบวิธีการกักเก็บก๊าซแอมโมเนีย (Ammonia) แบบต้นทุนต่ำและไม่ซับซ้อน ซึ่งวิธีเดียวกันนี้ยังสามารถกักเก็บก๊าซไฮโดรเจน หนึ่งในพลังงานทางเลือกที่สำคัญได้อีกด้วย
วิธีการกักเก็บก๊าซไฮโดรเจนแบบใหม่
นักวิจัยค้นพบว่า สารประกอบที่มีโครงสร้างทางเคมีภายในแบบเพอรอฟสไกท์ (Perovskite - ชื่อโครงสร้างทางเคมีที่พบครั้งแรกในแร่ชื่อเดียวกัน นิยมใช้เป็นตัวกึ่งนำไฟฟ้าในแผงโซลาร์เซลล์) สามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซแอมโมเนียที่สภาพแวดล้อมทั่วไปกลายเป็นโครงสร้างพิเศษ หรือเรียกว่าเพอรอฟสไกท์แบบ 2 มิติ
โครงสร้างสารแบบ 2 มิติ สามารถทำปฏิกิริยาคืนก๊าซแอมโนเมียได้หากได้รับความร้อนที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส โดยไม่ต้องพึ่งพาถังเก็บแรงดันและการรักษาแอมโมเนียไว้ที่อุณหภูมิ -33 องศาเซลเซียส ซึ่งหมายความว่า การเก็บก๊าซแอมโมเนียจะต้นทุนต่ำลงจากการไม่ต้องสร้างถังแรงดันและระบบไฟฟ้าเพื่อคงความเย็น
ศักยภาพในการกักเก็บก๊าซไฮโดรเจนแบบใหม่
แม้ว่าจะดูไม่เกี่ยวข้องกับก๊าซไฮโดรเจน แต่สมบัติทางเคมีของก๊าซแอมโมเนียคือการรวมพันธะเคมีระหว่างไนโตรเจนและไฮโดรเจน ดังนั้น หากสามารถกักเก็บแอมโมเนียได้ในปริมาณมากแต่ต้นทุนต่ำ การขนส่งพลังงานไฮโดรเจนก็จะมีต้นทุนต่ำตามไปด้วย รวมถึงการเก็บไฮโดรเจนในรูปแบบของแอมโมเนีย ยังมีความปลอดภัย เพราะว่าความเสี่ยงที่ไฮโดรเจนจะติดไฟน้อยกว่า เนื่องจากหนึ่งในคุณสมบัติของแอมโมเนีย คือไม่ติดไฟ
นอกจากนี้ สารโครงสร้าง 2 มิติ ที่กล่าวถึงนั้นจะมีสีเหลืองซีดจางเมื่อเก็บก๊าซแอมโมเนียไว้ และกลายเป็นสีเหลืองเข้มเมื่อคืนสภาพเดิม ซึ่งสามารถดัดแปลงเป็นตัวบอกสถานะการกักเก็บก๊าซโดยใช้สีของสารได้อีกด้วย โดยงานทั้งหมดนี้ได้ตีพิมพ์ลงวารสารวิชาการชื่อดังด้านเคมีอย่างอเมริกัน เคมีคอล โซไซตี้ (American Chemical Society) เป็นที่เรียบร้อยแล้ว
ทั้งนี้ งานวิจัยดังกล่าวยังอยู่ในระยะห้องทดลองเท่านั้น ต้องมีอีกหลายขั้นตอนเพื่อให้ไปถึงระดับกระบวนการผลิตเชิงอุตสาหกรรมได้ แต่ถ้าหากสามารถเกิดขึ้นได้จริง เชื่อว่าโลกจะเข้าสู่ยุคการใช้พลังงานสะอาดในราคาที่ทุกคนเข้าถึงได้ รวมถึงเป็นส่วนขับเคลื่อนการใช้รถยนต์พลังงานไฮโดรเจนในอนาคตด้วย
ที่มาข้อมูล Interesting Engineering
