การบำบัดน้ำเสียจากแอมโมเนียและการผลิตไฮโดรเจนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาประสิทธิภาพสูงแบบใหม่
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง ช่วยเพิ่มการเปลี่ยนแอมโมเนียให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเป็นประโยชน์ต่อการบำบัดน้ำเสีย
แอมโมเนียเป็นหนึ่งในสารเคมีที่สามารถก่อให้เกิดปัญหาทางสิ่งแวดล้อม เช่น ทำให้เกิดการเติบโตของสาหร่ายในแหล่งน้ำอย่างรวดเร็ว จนทำให้ออกซิเจนลดลงและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ นอกจากนี้แอมโมเนียในปริมาณสูงยังเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ การจัดการแอมโมเนียอย่างมีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งจำเป็น แต่เนื่องจากแอมโมเนียมีความกัดกร่อนสูง ทำให้การจัดการไม่ใช่เรื่องง่าย
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยในประเทศญี่ปุ่นและออสเตรเลีย ได้ร่วมกันพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา NiOOH-Ni จากการผสมนิกเกิลกับนิกเกิลออกซีไฮดรอกไซด์โดยใช้กระบวนการทางไฟฟ้าเคมีโดยจุ่มโฟมนิกเกิลลงในสารเคมีและผ่านกระแสไฟฟ้า ทำให้เกิดอนุภาคนิกเกิลออกซีไฮดรอกไซด์บนพื้นผิวของโฟม แม้อนุภาคเหล่านี้จะมีโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบ แต่กลับช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแอมโมเนียได้อย่างมาก
ทีมวิจัยอธิบายว่า NiOOH-Ni ทำงานได้ดีกว่าโฟมนิกเกิลและเส้นทางการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำ NiOOH-Ni จะผลิตไนไตรต์ แต่ถ้าใช้แรงดันไฟฟ้าสูงจะผลิตไนเตรต ซึ่งหมายความว่าตัวเร่งปฏิกิริยานี้สามารถนำไปใช้ในรูปแบบต่างๆได้ตามความต้องการ เช่น ใช้ในการบำบัดน้ำเสีย โดยเปลี่ยนแอมโมเนียให้เป็นสารที่ไม่เป็นอันตราย หรือใช้ในการผลิตก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งเป็นพลังงานสะอาดได้ นอกจากนั้นยังมีความทนทานสูงและยังคงทำงานได้ดีแม้จะถูกใช้งานหลายครั้ง ทำให้มันเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมใหญ่ๆ แทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีราคาแพงกว่า เช่น แพลตินัม ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแอมโมเนียน้อยกว่า NiOOH-Ni
ด้วยความทนทานและเสถียรภาพที่สูงตัวเร่งปฏิกิริยานี้จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วย เปลี่ยนแปลงวิธีการที่อุตสาหกรรมจัดการน้ำเสียและผลิตพลังงานสะอาดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคต
