เปลี่ยนอากาศ > น้ำมันเบนซิน ด้วยต้นทุน 14 บาทต่อลิตร นวัตกรรมจาก Aircela สตาร์ทอัป ที่กำลังพยายามเอาชนะพลังงาน

ช่วงต้นปีที่ผ่านมา ราคาน้ำมันเบนซินทั่วโลกพุ่งสูงขึ้น หลายพื้นที่เริ่มเผชิญความเสี่ยงขาดแคลนเชื้อเพลิง น้ำมันเบนซินที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้ผลิตมาจากปิโตรเลียมมาโดยตลอด ทั้งขั้นตอนขุดเจาะ สกัด และกลั่นน้ำมัน ล้วนมีต้นทุนทั้งด้านสิ่งแวดล้อมและการเงิน

ล่าสุด Aircela สตาร์ทอัปด้านเทคโนโลยีจากนิวยอร์ก ได้ประสบความสำเร็จในการคิดค้นและสร้างอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนอากาศให้กลายเป็นน้ำมันเบนซินคุณภาพสูง สำหรับใช้งานกับเครื่องยนต์เบนซินทั่วไปได้สำเร็จ

อุปกรณ์ดังกล่าวมีขนาดพอ ๆ กับตู้เย็นหนึ่งหลัง โดยอาศัยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์หลายขั้นตอนในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ เพื่อนำมาใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตน้ำมันเบนซิน นวัตกรรมนี้ถูกออกแบบมาให้ทำงานด้วยพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งนอกจากจะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนแล้ว ยังสามารถผลิตน้ำมันเบนซินที่ยั่งยืนได้ในราคาต่ำกว่า 1.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อแกลลอน (ประมาณ 14 บาทต่อลิตร) โดยตัวเครื่องสามารถผลิตน้ำมันได้ 1 แกลลอนต่อวัน และมีถังจัดเก็บในตัวได้สูงสุดถึง 17 แกลลอน

เปลี่ยนอากาศเป็นน้ำมันได้อย่างไร?

• ขั้นตอนที่ 1: การดักจับคาร์บอน (Carbon Capture)อากาศจะถูกดูดเข้าสู่ตัวเครื่อง โดยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จะเข้าไปจับตัวกับสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ จากนั้นจะมีการเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ลงไปเพื่อเปลี่ยนให้เป็นแคลเซียมคาร์บอนเนต ก่อนจะนำไปผ่านความร้อนสูงเพื่อให้ได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงสำหรับจัดเก็บไว้ใช้งาน ส่วนสารเคมีที่เหลือจะถูกนำกลับมาหมุนเวียนใช้ใหม่ ซึ่งเครื่องนี้สามารถดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศได้มากกว่า 20 ปอนด์ (ประมาณ 9 กิโลกรัม) ต่อวัน
• ขั้นตอนที่ 2: การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าและการสังเคราะห์ (Electrolysis & Hydrogenation)ตัวเครื่องจะใช้กระบวนการที่เรียกว่า "อิเล็กโทรลิซิส" (Electrolysis) เพื่อแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยจะกักเก็บไฮโดรเจนไว้ และปล่อยออกซิเจนที่ปลอดภัยคืนสู่ชั้นบรรยากาศ จากนั้นจะนำไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่จัดเก็บไว้มาทำปฏิกิริยากันโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อผลิตเป็นเมทานอล (แอลกอฮอล์ชนิดหนึ่ง)
• ขั้นตอนที่ 3: เปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นน้ำมันเบนซิน เมทานอลที่ได้จะถูกทำให้เป็นไอและผ่านความร้อนสูง ร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิโนซิลิเกต ซึ่งเป็นกระบวนการมาตรฐานที่คิดค้นขึ้นตั้งแต่ยุค 1970 เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างจากเมทานอลให้กลายเป็นน้ำมันเบนซินในที่สุด

แม้ว่าอุปกรณ์นี้จะพิสูจน์แล้วว่าสามารถผลิตน้ำมันจากอากาศได้จริง แต่กระบวนการดังกล่าวจัดว่า กินพลังงานสูงมาก โดยมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานอยู่ที่ประมาณ 50% หมายความว่า ตัวเครื่องต้องใช้พลังงานเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน 2 แกลลอน เพื่อผลิตน้ำมันกลับมาเพียง 1 แกลลอน

และหากนำไฟฟ้าจากโครงข่ายที่ผลิตด้วยถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติมาใช้ขับเคลื่อนเครื่องนี้ จะถือเป็นการทำลายวัตถุประสงค์ด้านสิ่งแวดล้อมทันที ทาง Aircela จึงออกแบบให้ระบบนี้ต้องทำงานร่วมกับพลังงานสะอาด เช่น แผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนแฝงลงไปได้มาก นอกจากนี้ระบบยังต้องการน้ำในกระบวนการผลิต แต่หากใช้งานในพื้นที่ที่มีความชื้นสูง ตัวเครื่องก็สามารถดักจับน้ำจากอากาศกลับมาใช้ใหม่ได้บางส่วน

จุดเด่นอีกประการของนวัตกรรมนี้คือ การขยายระบบแบบโมดูล แม้ว่าเครื่องเดี่ยว ๆ จะผลิตน้ำมันได้เพียง 1 แกลลอนต่อวัน แต่เราสามารถนำเครื่องยนต์เหล่านี้หลาย ๆ เครื่องมาเชื่อมต่อกันเพื่อเพิ่มกำลังการผลิตได้

หากนำระบบนี้ไปติดตั้งในพื้นที่ที่มีแสงแดดจัด การผลิตน้ำมันแทบจะไม่มีต้นทุนอื่นใดเพิ่มเติม นอกเหนือจากค่าแผงโซลาร์เซลล์ ตัวเครื่อง และน้ำที่ใช้ในระบบ ซึ่งการความสามารถในการผลิตน้ำมันเบนซินได้เองจากอากาศ โดยไม่ต้องพึ่งพาน้ำมันดิบใต้ดิน ถือเป็นก้าวสำคัญที่จะมาพลิกโฉมวงการพลังงานโลกในอนาคต

อ้างอิง: sciencing