รศ. ดร. ประเสริฐ เรียบร้อยเจริญ ดร. สารีน่า หมัดหมาน และ Ms. Tham Le Mai Hong นักวิจัยของ CBRC ร่วมกับ ดร. ภรภัค สุริยะ (หลักสูตรปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย) ดร. นรรฏธวรรณ ประสงค์ธรรม (Expert Centre of Innovative Clean Energy and Environment, Thailand Institute of Scientific and Technological Research) ดร. ปวีณ์สุดา เนตรวงศ์ (Clean Energy Technologies Research Institute (CETRI), University of Regina ประเทศแคนาดา) ร.ศ. ดร. ธนากร วาสนาเพียรพงศ์ (ภาควิชาวัสดุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย) Prof. Dr. Xinhua Gao และ Prof. Dr. Tian-Sheng Zhao (State Key Laboratory of High-efficiency Utilization of Coal and Green Chemical Engineering, Ningxia University ประเทศจีน) และ Ms. Jumei Tian (Ningxia Academy of Metrology & Quality Inspection, National Quality Supervision and Inspection Centre for Coal and Coal Chemical Products (Ningxia) ประเทศจีน) พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา Ni/SiC สำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำมันฟูเซลผ่านกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ โดยใช้แกลบเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการเตรียมตัวรองรับ SiC
ผลงานวิจัยเรื่อง Hydrogen production by steam reforming of fusel oil over nickel deposited on pyrolyzed rice husk supports ตีพิมพ์ในวารสาร Energy Reports (Q2 Journal, JCR IF = 5.2)
ไฮโดรเจน (Hydrogen, H2) ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานทดแทนที่สำคัญในอนาคตอันใกล้ อย่างไรก็ดี สัดส่วนของ H2 ที่ผลิตได้ในปัจจุบันมากกว่า 50% ผลิตมาจากแก๊สธรรมชาติ (Natural gas) หรือน้ำมันที่มีความหนาแน่นต่ำ (Light oil) ผ่านกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ (Steam reforming) เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกที่รุนแรงในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การใช้น้ำมันน้ำมันฟูเซล (Fusel oil) ซึ่งเป็นผลพลอยได้ราคาถูกจากการผลิตเอทานอล (Ethanol) แทนการพึ่งพาวัตถุดิบจากแหล่งปิโตรเลียม (Petroleum-based feedstock) จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการผลิต H2
ตัวเร่งปฏิกิริยาฐานนิกเกิล (Nickel (Ni)-based catalysts) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาราคาถูกที่ได้รับความนิยมสำหรับการเร่งปฏิกิริยารีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำเพื่อผลิต H2 เนื่องด้วยการมีศักยภาพที่ดีในการทำลายพันธะของคาร์บอนกับคาร์บอน คาร์บอนกับไฮโดรเจน และคาร์บอนกับออกซิเจน อย่างไรก็ดี ข้อจำกัดที่สำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทนี้คือความทนทานต่อการเกิดโค้ก (Coke formation) ที่ต่ำ ซึ่งส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst deactivation) และการอุดตันของเครื่องปฏิกรณ์ (Reactor plugging)
แกลบ (Rice husk) เป็นวัตถุดิบชีวมวลเหลือใช้ที่ประกอบด้วยเซลลูโลส (Cellulose) และซิลิกา (Silica) ในปริมาณสูง โดยสามารถใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการสังเคราะห์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (Silicon carbide, SiC) ผ่านกระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) ที่อุณหภูมิสูง SiC มีคุณสมบัติในการนำความร้อน (Thermal conductivity) และสมบัติความทนทาน (Endurance property) ที่ดีเยี่ยม ซึ่งช่วยลดจุดความร้อน (Hot spot) บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างการเกิดปฏิกิริยา ชะลอการเกิดโค้ก และเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา
งานวิจัยนี้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา Ni/SiC สำหรับการผลิต H2 จากน้ำมันฟูเซลผ่านกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ โดยมีการศึกษาเชิงลึกถึงผลของอุณหภูมิที่ใช้ในการไพโรไลซิสของแกลบต่อโครงสร้างและเฟสของ SiC ที่เตรียมได้ รวมถึงผลต่อประสิทธิภาพในการผลิต H2 จากน้ำมันฟูเซล จากการศึกษาพบว่า Ni/SiC ที่เตรียมโดยใช้อุณหภูมิไพโรไลซิส 1500 °C มีประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาสูงสุด ซึ่งมีผลได้ของ H2 สูงถึง 29% อีกทั้งยังมีเสถียรภาพมากกว่า 300 นาที
อ่านรายละเอียดงานวิจัยนี้เพิ่มเติมได้ที่: doi.org/10.1016/j.egyr.2023.09.058
