จานปฏิกรณ์แสงอาทิตย์ ผลิตก๊าซไฮโดรเจนจากแสงแดดและน้ำ

"ไฮโดรเจน" ถือเป็นอีกหนึ่งพลังงานหมุนเวียน ซึ่งการผลิตไฮโดรเจนให้มีประสิทธิภาพสูงนั้นต้องใช้น้ำเป็นวัตถุดิบหลัก และใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวทำความร้อนที่ทำให้น้ำเดือดและระเหยกลายเป็นก๊าซไฮโดรเจน โดยกระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงเทียม ซึ่งเป็นกระบวนการทำงานของจานปฏิกรณ์แสงอาทิตย์

"จานปฏิกรณ์แสงอาทิตย์" ผลิตโดยทีมวิศวกรจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิส โลซาน หรือ EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) มีลักษณะเหมือนจานดาวเทียม และมีระบบการทำงานที่คล้ายกับต้นไม้เทียม โดยจานปฏิกรณ์นี้มีพื้นผิวโค้งขนาดใหญ่เพื่อใช้ในการรวบรวมแสงให้ได้มากที่สุด ซึ่งเป็นการรวบรวมความร้อนจากดวงอาทิตย์ที่มีความร้อนประมาณ 800 เท่า ไปยังเครื่องปฏิกรณ์โฟโตอิเล็กโตรเคมีที่แขวนอยู่ตรงกลาง และทำการสูบน้ำเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์นี้ จากนั้นใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการแยกโมเลกุลออกมากลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน

จากการทดสอบเป็นเวลากว่า 13 วัน ในวิทยาเขต EPFL พบว่า ประสิทธิภาพการผลิตด้วยจานปฏิกรณ์นั้นใช้น้ำในการผลิตอยู่ที่ 20% จึงทำให้น้ำส่วนที่เหลือจะไม่ได้ถูกแยกเป็นก๊าซแต่จะถูกทำให้ร้อนมากพอสำหรับส่งเข้าโรงงานอุตสาหกรรมต่อไป ซึ่งจานปฏิกรณ์สามารถผลิตไฮโดรเจนได้ประมาณ 500 กรัมต่อวัน

ด้วยผลลัพธ์นี้ ภายใน 1 ปี ระบบจะสามารถให้พลังงานแก่รถยนต์ไฟฟ้าพลังเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน (FCEV) 1.5 คัน หรือรองรับการใช้พลังงานไฟฟ้าในครัวเรือนที่มีสมาชิกครอบครัว 4 คน

นอกจากนี้ จานปฏิกรณ์ยังมีความสามารถในการดักจับของเสีย 2 ชนิดที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการผลิตไฮโดรเจน ได้แก่ ออกซิเจน และความร้อน โดยออกซิเจนจะมีประโยชน์สำหรับใช้ในโรงพยาบาลหรืออุตสาหกรรม ในขณะที่ความร้อนจะถูกส่งผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและสามารถใช้เพื่อทำน้ำร้อนใช้ภายในอาคาร

จานปฏิกรณ์แสงอาทิตย์สามารถผลิตไฟฟ้าด้วยไฮโดรเจนได้ถึง 2 กิโลวัตต์ (kW) ซึ่งทำลายสถิติเดิมของการทดลองจานปฏิกรณ์นำร่องที่ผลิตได้ 1 กิโลวัตต์ (kW) ซึ่งอัตราการผลิตไฮโดรเจนที่ทำได้ในครั้งนี้สะท้อนถึงความน่าสนใจในการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ต่อไป

ที่มาข้อมูล : epfl, newatlas, interestingengineering, techexplorist
ที่มาภาพ : epfl
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech