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

ลงทะเบียนเข้าสู่ระบบ เพื่ออ่านบทความฟรีไม่จำกัด

No comment

RELATED ARTICLE

Responsive image

เจาะเบื้องหลัง AgriTech ของ AXONS ใช้ AI แก้โจทย์การเกษตรอย่างไร ตั้งแต่การทำฟาร์มถึง Food Supply Chain

ในปี 2050 ที่ประชากรโลกอาจพุ่งทะลุ 10,000 ล้านคน เราจะเอาอาหารที่ไหนมาเลี้ยงคนทั้งโลก ?...

Responsive image

เปลี่ยนขยะพลาสติก ให้เป็นคุกกี้โปรตีนสูง นวัตกรรมสุดล้ำฉบับ NASA ที่ฟังดูแปลก แต่นี่อาจเป็นอาหารแห่งอนาคต

นักวิจัยเปิดตัว µBites คุกกี้โปรตีนสูงที่เปลี่ยนขยะพลาสติกและซังข้าวโพดให้เป็นอาหาร ผ่านเทคโนโลยียีสต์ดัดแปลงพันธุกรรม ทางรอดใหม่ของ NASA และอาหารแห่งอนาคต...

Responsive image

MIT ดัดแปลงพันธุกรรมแบคทีเรีย ทำหน้าที่สวิตช์รับส่งข้อมูล ปูทางสู่การสร้างเซนเซอร์อัจฉริยะ ที่ช่วยเคลือบใบพืชหน้าแล้ง และ สู้ศัตรูพืช

ทีมวิจัย MIT ดัดแปลงแบคทีเรีย Pantoea agglomerans 5 สายพันธุ์ให้ทำหน้าที่เป็นทรานซิสเตอร์และตัวส่งต่อสัญญาณ พิมพ์ลงบนวุ้นเลี้ยงเชื้อเป็นแผงวงจรมีชีวิตที่คำนวณตรรกะและบวกเลขได้ วงจร...