ศ.ดร.นพิดา หิญชีระนันทน์ นักวิจัยของ CBRC ร่วมกับ ดร.ณรงค์ จันทร์เล็ก และ ดร.ยิ่งยศ ภู่อาภรณ์ (สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน) และ น.ส.สุรีกาญจน์ กิ่งพุทธพงษ์ พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการปรับปรุงคุณภาพน้ำมัน
ไพโรไลซิสจากยางล้อที่เสื่อมสมรรถภาพ (Waste tire pyrolysis oil, WTPO) ผ่านกระบวนการบำบัดด้วยแก๊สไฮโดรเจน (Hydrotreating process) เพื่อพัฒนาพลังงานทางเลือกที่สะอาดและสอดคล้องกับหลักเศรษฐกิจหมุนเวียนตามเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน
ผลงานวิจัยเรื่อง Production of cleaner waste tire pyrolysis oil by removal of polycyclic aromatic hydrocarbons via hydrogenation over Ni-based catalysts ตีพิมพ์ในวารสาร International Journal of Energy Research (Q1 Journal, JCR IF = 4.672)
ความมั่นคงด้านพลังงานเป็นยุทธศาสตร์ที่สำคัญของทุกประเทศ ท่ามกลางภาวะการขาดแคลนทรัพยากรพลังงาน และปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม แนวคิด “การแปลงขยะเป็นพลังงาน (Waste-to-energy conversion)” จึงได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง ยางล้อที่เสื่อมสมรรถภาพ (Waste tire) เป็นหนึ่งในของเสียที่มีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นเป็นอย่างมากในช่วงที่ผ่านมา การเผายางล้อที่เสื่อมสมรรถภาพโดยตรงเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนก่อให้เกิดแก๊สพิษที่เป็นอันตราย ดังนั้นการเปลี่ยนยางล้อที่เสื่อมสมรรถภาพเป็นน้ำมันผ่านกระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) จึงมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า นอกจากนี้น้ำมันไพโรไลซิสจากยางล้อที่เสื่อมสมรรถภาพ (Waste tire pyrolysis oil, WTPO) มีค่าพลังงานความร้อน (Heating value) เทียบเคียงได้กับน้ำมันจากแหล่งปิโตรเลียม อย่างไรก็ดี WTPO ที่ปราศจากการบำบัดมีปริมาณ Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) ในปริมาณสูง ซึ่งเป็นสารที่มีความอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต
การบำบัด WTPO ผ่านการบำบัดด้วยความร้อน (Thermal treatment) การย่อยสลายด้วยแสง (Photodegradation) หรือปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมี (Chemical oxidation) สามารถกำจัด PAHs ได้ อย่างไรก็ดีเทคนิคดังกล่าวมีอัตราการสลายที่ช้าและใช้พลังงานสูง นอกจากนี้ สารตัวกลางบางชนิดที่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีมีความเป็นพิษสูงกว่า PAHs กระบวนการบำบัดด้วยแก๊สไฮโดรเจน (Hydrotreating process) เป็นเทคนิคที่มีการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำมันที่มีองค์ประกอบของ PAHs โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาฐานนิกเกิล (Ni-based catalysts) ทั้งนี้สารประกอบกำมะถันในน้ำมันอาจทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดการเสื่อมสภาพ ในงานวิจัยก่อนหน้านี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาฐานนิกเกิลที่ใช้โมลิบดีนัม (Molybdenum, Mo) หรือทังสเตน (Tungsten, W) เป็นตัวสนับสนุน มีความทนทานต่อปริมาณกำมะถันที่สูงขึ้น ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาฐานแพลตตินัม (Platinum, Pt) มีศักยภาพในการเปลี่ยนแนฟทาลีน (Naphthalene) ได้อย่างดีเยี่ยมภายใต้ภาวะที่มีปริมาณกำมะถันสูง
งานวิจัยนี้ศึกษาเปรียบเทียบประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาฐานนิกเกิลบนตัวรองรับแกมมาอะลูมินา (Ni/γ-Al2O3) ที่มี Mo W หรือ Pt เป็นตัวสนับสนุน สำหรับการบำบัดแนฟทาลีน ซึ่งเป็นตัวแทนของ PAHs และการบำบัด PAHs ใน WTPO จากการศึกษาพบว่า NiPt/γ-Al2O3 มีศักยภาพในการบำบัดแนฟทาลีนได้ดี แต่มีความทนทานต่อปริมาณกำมะถันที่ต่ำเมื่อปรียบเทียบกับ NiMo/γ-Al2O3 และ NiW/γ-Al2O3 สำหรับการบำบัด PAHs ใน WTPO ในภาวะที่เหมาะสม NiMo/γ-Al2O3 และ NiW/γ-Al2O3 สามารถกำจัด PAHs ได้สูงถึง 66.0% และ 71.1% ตามลำดับ
อ่านงานวิจัยนี้ได้ที่: doi.org/10.1002/er.8290
