เนื้อหา

     ประเทศไทยได้มีการจัดทำแผนแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก พ.ศ. 2558 – 2579  โดย กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน ซึ่งรายละเอียดในแผนดังกล่าวได้มีการกล่าวถึงแผนการพัฒนากำลังผลิต แผนอนุรักษ์พลังงาน แผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก แผนการจัดหาก๊าซธรรมชาติของไทย และแผนบริหารจัดการพลังงานทางเลือก เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของประเทศไทย นอกจากนี้ยังมีการนำเสนอวัตถุดิบทางเลือกที่จะนำมาใช้ผลิตพลังงาน ซึ่งวัตถุดิบทางเลือกที่น่าสนใจหนึ่งคือ ไฮโดรเจน ซึ่งเป็นวัตถุดิบทางเลือกสำหรับนำมาใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงพลังงานไฮโดรเจนที่จะใช้ทดแทนภาคการขนส่งในอนาคต

     การผลิตพลังงานไฮโดรเจนสามารถผลิตจากวัตถุดิบหลักแบ่งออกเป็น 3 แหล่ง คือ จากเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น แก๊สธรรมชาติ ถ่านหิน น้ำมันปิโตรเลียม จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ชีวมวล และน้ำ เป็นต้น และจากพลังงานนิวเคลียร์ โดยเทคโนโลยีในการผลิตไฮโดรเจน สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 เทคโนโลยีหลัก ได้แก่ Thermo Chemical Processes (กระบวนการความร้อนเคมี), Electro Chemical Processes (กระบวนการไฟฟ้าเคมี) และ Biochemical Processes (กระบวนการชีวเคมี) 

การใช้ประโยชน์จากพลังงานไฮโดรเจน
     ปัจจุบันไฮโดรเจน ถูกนำมาใช้ประโยชน์หลักใน 2 รูปแบบคือ 1.นำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมต่างๆ 2.ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ หรือใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงโดยปฏิกิริยาทางเคมีแล้วเกิดกระแสไฟฟ้า ซึ่งการใช้ในรูปแบบที่ 2 นี้ เป็นการนำไฮโดรเจนไปใช้ในภาคคมนาคมขนส่งที่สามารถนำไปใช้ได้ในหลายรูปแบบ เช่น ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเผาไหม้ภายในโดยใช้ผสมกับเชื้อเพลิงประเภทอื่นในเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยการนำไฮโดรเจนผสมกับก๊าซธรรมชาติ หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงในเซลล์เชื้อเพลิงโดยไม่มีการสันดาปภายในแต่เป็นกระบวนการไฟฟ้าเคมีเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง

     รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเป็นการนำเซลล์เชื้อเพลิงที่เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานจากเชื้อเพลิงไฮโดรเจนไปเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงด้วยกระบวนการเคมีไฟฟ้าซึ่งลดการขั้นตอนการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นพลังงานความร้อนจึงแล้วนำความร้อนไปเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าอีกขั้นตอนหนึ่ง กรรมวิธีนี้ในการผลิตไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพสูงกว่า อีกทั้งเซลล์เชื้อเพลิงเป็นเซลล์ไฟฟ้าเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ โดยแบตเตอรี่จะต้องมีการชาร์จไฟจึงจะจ่ายกระแสไฟฟ้าได้  แต่เซลล์เชื้อเพลิงจะป้อนแก๊สไฮโดรเจนเข้าไปเป็นเชื้อเพลิงและจ่ายกระแสไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องมีการชาร์จไฟ ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่เกิดขึ้นได้น้ำออกมาเป็นผลพ่วงเพียงอย่างเดียว 

     เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ถูกนำมาใช้ขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงนั้น แต่ละชนิดจะมีโครงสร้างและปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมีที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 5 ประเภทดังนี้
          1. เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์(Alkaline Fuel Cell; AFC) ถูกนำไปใช้ในงานด้านอวกาศ เช่น ใช้ในยานอวกาศหรือกระสวยอวกาศ
          2. เซลล์เชื้อเพลิงแบบกรดฟอสฟอริก(Phosphoric Acid Fuel Cell; PAFC) ถูกนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าในสถานที่ขนาดเล็ก
          3. เซลล์เชื้อเพลิงแบบเกลือคาร์บอเนตหลอม(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) ถูกนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าในลักษณะความร้อนร่วม
          4. เซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์ของแข็ง(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) ถูกนำไปใช้สำหรับโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่
          5. เซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC) ถูกนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานขับเคลื่อน สำหรับรถยนต์หรือรถโดยสารสาธารณะ รวมถึงเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อใช้ภายในที่อยู่อาศัย เป็นต้น

     จากที่กล่าวมาข้างต้นเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิงทั้ง 5 ประเภทนั้น เซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน หรือ PEMFC เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ได้รับความนิยมมาก ในการนำมาประยุกต์ใช้งาน เนื่องจากมีอุณหภูมิในการทำงานไม่สูงมาก และราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดอื่น โดยองค์ประกอบของ นั้น http://thurj.org/wp-content/uploads/2013/05/Fig-1.jpg
     จากนโยบายและแผนพลังงานภายใต้กรอบการจัดทำแผนพลังงานทดแทน ของกระทรวงพลังงานที่ได้เริ่มกำหนดเป้าหมายให้มีการใช้พลังงานไฮโดรเจน ดังนั้น หน่วยงานต่างๆ จึงเริ่มให้ความสนใจในการทำวิจัยและพัฒนา ด้านพลังงานไฮโดรเจน เพื่อลดการพึ่งพาพลังงานนำเข้าและเทคโนโลยีนำเข้าให้มากที่สุด ดังตัวอย่างโครงการต่างๆ ได้แก่ โครงการพัฒนาสาธิตการใช้ PEMFC ในรถยนต์สามล้อ ระบบผลิตก๊าซไฮโดรเจนโดยการแยกสลายน้ำด้วยไฟฟ้า(Electrolysis) ขนาด 600 ลิตรต่อชั่วโมง กับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน(Proton Exchange Fuel Cell) ขนาด 250 วัตต์ เป็นต้น 

    


วีดิทัศน์เรื่อง พลังงานไฮโดรเจน(เซลล์เชื้อเพลิง)