ศ. ดร. อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย นักวิจัยของ CBRC ร่วมกับ Dr. Shih-Yuan Chen Dr. Takehisa Mochizuki Dr. Hideyuki Takagi และ Dr. Yuji Yoshimura (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) ประเทศญี่ปุ่น) ดร.นุวงศ์ ชลคุป (Thailand National Energy Technology Center (ENTEC)) และ ดร.อาทิตา ณ รังสี พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาศักยภาพสูงที่มีความทนทานต่อกำมะถันสำหรับการผลิต Partially hydrogenated fatty acid methyl esters (H-FAMEs)
ผลงานวิจัยเรื่อง Performance and sulfur poisoning of SiO2, γ-Al2O3, and SiO2-Al2O3-supported bimetallic Pd-Pt catalysts in selective hydrogenation of soybean oil-derived fatty acid methyl esters ตีพิมพ์ในวารสาร Fuel (T1 Journal, JCR IF = 8.035)
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา มนุษยชาติพึ่งพาทรัพยากรพลังงานจากแหล่งฟอสซิล (Fossil-based energy resources) ซึ่งส่งผลเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างมีนัยสำคัญ ภาคการขนส่งเป็นกิจกรรมทางเศรษฐกิจที่มีการปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึง 21% ของปริมาณการปลดปล่อยทั้งหมด แม้ว่าการเปลี่ยนผ่านจากเครื่องยนต์สันดาป สู่เครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้ามีพัฒนาการที่ดีอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ดี ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่สำหรับการประยุกต์ใช้ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ยังมีความท้าทายอยู่มาก ไบโอดีเซล (Biodiesel) เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีรอยเท้าคาร์บอน (Carbon footprint) ต่ำ สามารถผสมกับน้ำมันดีเซลจากแหล่งปิโตรเลียมเพื่อใช้ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่อุดมไปด้วยทรัพยากรชีวมวล รัฐบาลไทยจึงมีแนวทางดำเนินนโยบายตามแนวคิดเศรษฐกิจสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน หรือเศรษฐกิจแบบบีซีจี (Bio-Circular-Green Economy) ซึ่งสอดรับกับอาณัติระดับชาติสำหรับการผสมไบโอดีเซล (The national mandate for blending biodiesel) ที่กำหนดเป้าหมายสัดส่วนการผสมไบโอดีเซลไว้ที่ 23 % ภายในปี 2580 ทั้งนี้ข้อกังวลหลักในการเพิ่มอัตราส่วนการผสมคือเสถียรต่อการเกิดออกซิเดชันของไบโอดีเซล ดังนั้นการพัฒนาไบโอดีเซลให้มีคุณสมบัติเทียบเคียงกับน้ำมันดีเซลจากแหล่งปิโตรเลียมจึงมีความสำคัญเป็นอย่างมาก
H-FAMEs เป็นไบโอดีเซลที่มีการปรับปรุงคุณภาพให้เทียบเคียงกับน้ำมันดีเซล และได้รับการรับรองในระดับสากลสำหรับการใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตไบโอดีเซล B20 H-FAMEs ผลิตได้จากกระบวนการไฮโดรจิเนชันแบบจำเพาะ (Selective hydrogenation) ของ FAMEs บนตัวเร่งปฏิกิริยาฐานแพลเลเดียม (Pd) แพลตตินัม (Pt) หรือนิกเกิล บนตัวรองรับซิลิกา (SiO2) อย่างไรก็ดี ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้มีความอ่อนไหวต่อปริมาณกำมันมะถันที่ปะปนอยู่ในชีวมวล
ทีมวิจัยของ ศ. ดร. อาภาณี พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-Pt/SiO2 สำหรับการผลิต H-FAMEs โดยพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะคู่ดังกล่าวมีความต้านทานต่อกำมะถันได้สูงถึง 3.4 ppm ซึ่งสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะเดี่ยว งานวิจัยนี้ต่อยอดการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความทนทานต่อกำมันมะถัน โดยประยุกต์การใช้ตัวรองรับร่วมระหว่าง SiO2 และอะลูมินา (Al2O3) จากการศึกษาพบว่าประสิทธิภาพของตัวเร่ง Pd-Pt/SiO2-Al2O3 ไม่ลดลงแม้ว่าวัตถุดิบตั้งต้นมีความเข้มข้นของกำมะถันสูงถึง 5.3 ppm เนื่องจากตัวรองรับ Al2O3 ที่มีสมบัติความเป็นกรดสามารถดูดซับกำมะถันได้
อ่านงานวิจัยนี้ได้ที่: doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125919
