พลังงานไฮโดรเจนและการผลิต

บทนำ

• ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการใช้พลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล
• ความสนใจในเทคโนโลยีพลังงานทางเลือก เช่น พลังงานไฮโดรเจน
• พลังงานไฮโดรเจนเป็นพลังงานสะอาด มีประสิทธิภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
• พลังงานไฮโดรเจนเป็นทางเลือกในการลดปัญหาพลังงานและสิ่งแวดล้อม
• การจัดเก็บไฮโดรเจนมีหลายวิธี ได้แก่ การเก็บในถังแรงดันสูง ในสถานะของแข็ง ในสถานะของเหลว และการเก็บในสารประกอบเคมี
• การผลิตไฮโดรเจนสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า การผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล การผลิตจากชีวมวล การไพโรไลซิสของโลหะไฮไดรด์ การไฮโดรไลซิสของสารเคมีไฮไดรด์ และการเมทาโนไลซีสของสารเคมีไฮไดรด์
• การเมทาโนไลซีสของสารเคมีไฮไดรด์ เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการผลิตไฮโดรเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เมทานอลเป็นตัวทำละลายแทนน้ำ
• การผลิตไฮโดรเจนผ่านปฏิกิริยาเมทาโนไลซีสด้วยโซเดียมโบโรไฮไดรด์ ใช้เมทานอลเป็นตัวทำละลาย ทำให้ระบบเก็บไฮโดรเจนมีน้ำหนักเบา
• ปฏิกิริยาเมทาโนไลซีส มีข้อดีคือ สามารถผลิตไฮโดรเจนได้ที่อุณหภูมิและความดันต่ำ
• ปฏิกิริยา เมทาโนไลซีสของโซเดียมโบโรไฮไดรด์ มีสมการดังนี้: NaBH₄ + 4CH₃OH → NaB(OCH₃)₄ + 4H₂
• ปฏิกิริยาเมทาโนไลซีสมีข้อจำกัดคือ ความสามารถในการเก็บกักไฮโดรเจน (gravimetric hydrogen storage capacity) น้อยเมื่อเทียบกับปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส
• ปฏิกิริยาเมทาโนไลซีสเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการระบบเก็บกักไฮโดรเจนที่มีน้ำหนักเบาและสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำ

วัตถุประสงค์ของงานวิจัย

• ศึกษาอัตราการผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากปฏิกิริยาเมทานอลไลซีสของโซเดียมโบโรไฮไดรด์
• ศึกษาความเข้มข้นตัวเร่งปฏิกิริยาและอุณหภูมิที่มีต่อปฏิกิริยาเมทานอลไลซีสของโซเดียมโบโรไอไดรด์

ขอบเขตของงานวิจัย

• วัดอัตราการผลิตกีสไฮโดรเจนจากปฏิกิริยาเมทานอลไลซีสของโซเดียมโบโรไฮไดรด์จากวิธีการแทนที่ด้วยน้ำ
• ศึกษาความเข้มข้นของโซเดียมโบโรไฮไดรด์ในช่วงความเข้มข้น 50-200 mM
• ศึกษาอุณหภูมิที่มีผลต่อปฏิกิริยาเมทานอลไลซีสของดซเดียมโบโรไฮไดรด์ในช่วง 20-50 °C
• สังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยานาโนเซลลูโลสและศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยาในช่วงน้ำหนัก 25-100 mg ในการผลิตแก๊สไอโดรเจนจากปฏิกิริยาเมทานอลไลซีสของโซเดียมโบโรไฮไดรด์
• ศึกษาลักษณะทางเคมี-กายภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้ผ่านหลายวิธีการ
  • Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectrometer (ATR-FTIR)
  • Thermogravimetric Analyzer (TGA)
  • X-Ray Diffractometer (XRD)
  • Transmission electron microscopy (TEM)