เรื่องน่าสนใจ เซลล์เชื้อเพลิง : พลังงานสะอาดเพื่ออนาคตที่สดใส

ใน ช่วงศตวรรษที่ผ่านมาแหล่งพลังงานที่ใช้ส่วนใหญ่ได้จากน้ำมันปิโตรเลียม แต่ปัจจุบันมนุษย์เรากำลังประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำมัน เนื่องจากความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นและแหล่งผลิตที่มีอยู่จำกัด จนมีการประเมินว่าพลังงานจากแหล่งปิโตรเลียมจะหมดไปภายในไม่ถึง 50 ปี

เซลล์เชื้อเพลิง: พลังงานสะอาดเพื่ออนาคต
ผศ.ดร.อนุเทพ ภาสุระ
ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยบูรพา ชลบุรี
          ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาแหล่งพลังงานที่ใช้ส่วนใหญ่ได้จากน้ำมันปิโตรเลียม แต่ปัจจุบันมนุษย์เรากำลังประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำมัน เนื่องจากความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นและแหล่งผลิตที่มีอยู่จำกัด จนมีการประเมินว่าพลังงานจากแหล่งปิโตรเลียมจะหมดไปภายในไม่ถึง 50 ปี ประกอบกับสถานการณ์สิ่งแวดล้อมโลกในปัจจุบันกำลังจะเข้าขั้นวิกฤต สภาวะอากาศแปรปรวนและเกิดภัยธรรมชาติที่ร้ายแรงขึ้นบ่อยครั้ง รวมทั้งการเกิดภาวะโลกร้อน และการละลายของก้อนน้ำแข็งบริเวณขั้วโลก เหตุการณ์เหล่านี้ล้วนมีสาเหตุจากภาวะโลกร้อนซึ่งมีสาเหตุมาจากการเพิ่ม ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเพื่อมาเป็นพลังงาน ให้กับประชากรโลก จากเหตุดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกจึงได้มีการค้นคว้าและพัฒนาแหล่งพลังงานเพื่อทดแทน พลังงานจากน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งทางเลือกอันหนึ่งก็คือ การใช้เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell) ซึ่งถือว่าเป็นทางเลือกอีกชนิดหนึ่งที่สามารถนำมาใช้ได้ในระดับอุตสาหกรรม การคมนาคมขนส่ง การผลิตกระแสไฟฟ้า หรือเป็นแหล่งพลังงานให้กับอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้าทั่วไป เช่น คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค เป็นต้น
          เซลล์เชื้อเพลิง คือ อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี-ไฟฟ้า ระหว่างออกซิเจนกับไฮโดรเจนซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานของเชื้อเพลิงไป เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง โดยไม่ต้องผ่านการเผาไหม้ ทำให้เครื่องยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงนี้ไม่ก่อมลภาวะทางอากาศ ทั้งยังมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์เผาไหม้ประมาณ 1-3 เท่าขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์เชื้อเพลิงและชนิดของเชื้อเพลิงที่ใช้ เซลล์เชื้อเพลิงมีหลายแบบขึ้นอยู่กับสารที่ใช้เป็นเชื้อเพลิง เช่น เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน ไฮโดรเจน-ไฮดราซีน โพรเพน-ออกซิเจน เป็นต้น และชนิดที่เป็นที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน เพราะเซลล์เชื้อเพลิงนอกจากจะผลิตพลังงานจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้ว ยังมีผลพลอยได้เป็นน้ำบริสุทธิ์และความร้อนไว้ใช้ตามความเหมาะสมอีกด้วย นอกจากนี้เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ยังไม่ทำลายชั้นบรรยากาศโอโซนเพราะไม่ก่อ ให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
          ในประเทศไทยมีผู้ศึกษาและทำวิจัยเรื่องเซลล์เชื้อเพลิงจากหลายสถาบัน โดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ถือว่าเป็นนักวิจัยกลุ่มแรกๆ ที่สามารถผลิตแผ่นเซลล์เชื้อเพลิงที่เป็นหัวใจของเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงที่สามารถใช้ได้เลยโดยไม่ต้องเก็บพลังงานสำรองไว้ และศึกษาพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงให้มีราคาถูกลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปัจจุบันทีมวิจัยสามารถสร้างเครื่องต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงได้แล้ว อย่างไรก็ดี แม้ทีมวิจัยไทยจะสามารถสร้างเครื่องต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงได้แล้ว แต่ก็ผลิตกระแสไฟฟ้าได้เพียง 50 วัตต์ ซึ่งไม่เพียงพอในการขับเคลื่อนรถยนต์ที่ต้องใช้ขนาดกำลังกระแสไฟฟ้าถึง 50 กิโลวัตต์ ดังนั้น ในอนาคตทีมวิจัยมีแผนที่จะขยายกำลังการผลิตของเซลล์เชื้อเพลิงขึ้นเป็น 150 วัตต์ 1 กิโลวัตต์ 10 กิโลวัตต์ จนถึง 50 กิโลวัตต์ ซึ่งการทำเช่นนี้ต้องได้รับการสนับสนุนด้านทุนวิจัยจากรัฐบาล เพื่อให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีในระยะยาว จนสามารถนำมาใช้ได้จริง เหมือนในต่างประเทศที่สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานของรถยนต์ได้แล้วรูปของ พลังงานลูกผสม (hybrid energy) แต่รถยนต์ที่ใช้พลังงานลูกผสมดังกล่าวยังมีราคาสูงกว่ารถยนต์ปกติอยู่มาก ทั้งต้นทุนการผลิตและภาษีนำเข้า ซึ่งถือเป็นอุปสรรคในการนำเทคโนโลยีชิ้นใหม่นี้มาใช้ ผู้เขียนเห็นว่าหากมีการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานจากเซลล์เชื้อเพลิงให้มี ประสิทธิภาพมากขึ้น และมีการส่งเสริมให้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางขึ้น เชื่อแน่นอนว่าเซลล์เชื้อเพลิงจะมีราคาลดลงในอนาคตอย่างแน่นอน อันจะเป็นการส่งผลดีต่อสภาพแวดล้อมของเราโดยทั่วไป
บรรณานุกรม
ธนารัฐ สิงหา. 2545. เซลล์เชื้อเพลิงกับการนำไปใช้งาน. โลกพลังงาน. 5 (16): 56-62.
สุมิตรา จรัสโรจน์กุล. 2551. Fuel Cell: เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์. ประชาคมวิจัย. 12 (ฉบับ พิเศษ): 42-45.

ที่มา www.uniserv.buu.ac.th