รศ.ดร.ประเสริฐ เรียบร้อยเจริญ นักวิจัยในเครือข่าย CBRC พัฒนากระบวนการผลิตแก๊สไบโอมีเทน (Biomethane) จากแก๊สชีวภาพ (Biogas) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล (Ni) บนคาร์บอนนาโนทิวบ์-ซิลิกาไฟเบอร์คอมพอสิต (CNT-SF) ผลงานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Fuel (Tier1 Journal, JCR IF = 6.609)
ในปัจจุบัน แก๊สชีวภาพที่ผลิตได้จากกระบวนการหมักสารอินทรีย์โดยไม่ใช้แก๊สออกซิเจนต้องนำมาผ่านกระบวนการเพิ่มความบริสุทธิ์ให้มีปริมาณมีเทนมากกว่า 90% ก่อนนำไปใช้งาน โดยการแยกแก๊สคาร์บอนไดออกไซต์ (CO2) ออกและปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ด้วยเหตุนี้การเพิ่มคุณภาพแก๊สชีวภาพโดยการเปลี่ยน CO2 เป็นมีเทนผ่านกระบวนการ methanation จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ
ตัวเร่งปฏิกิริยาฐานนิกเกิล (Ni-based catalysts) มีประสิทธิภาพสูงสำหรับปฏิกิริยา CO2 methanation อย่างไรก็ดีตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้เกิดการเสื่อมสภาพ (Catalyst deactivation) ได้ง่าย การใช้ซิลิกาไฟเบอร์หรือซิลิกาเส้นใย (Silica fiber) เป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยลดการเสื่อมสภาพได้ เนื่องจากโครงสร้างแบบเปิดของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเส้นใยทำให้มีการถ่ายโอนมวลสารสูง
ผลการวิจัยพบว่า การประยุกต์คาร์บอนนาโนทิวบ์-ซิลิกาไฟเบอร์คอมพอสิตเป็นตัวรองรับช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา เพิ่มอันตรกิริยาระหว่างโลหะและตัวรองรับ ส่งผลให้ผลึกนิกเกิลมีขนาดเล็กและกระจายตัวได้ดี นอกจากนี้การเติมแมกนีเซียม (Mg) 2% โดยน้ำหนักช่วยเพิ่มอันตรกิริยาระหว่างโลหะและตัวรองรับให้สูงขึ้น และเพิ่มสภาพเบส (Basicity) บนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยานี้สามารถผลิตแก๊สไบโอมีเทนที่มีความบริสุทธิ์ของมีเทนสูงถึง 95% จากแก๊สชีวภาพ
Read this article: doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122289
