วัสดุที่ใช้ไฮโดรเจนชนิดใหม่: ขุดโอกาสมากมายจากไฮโดรเจน

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• April 23, 2024

สรุปข้อมูลเชิงลึก

นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการแปลงไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมที่มีกลิ่นเหม็นให้เป็นไฮโดรเจนและซัลเฟอร์ที่มีประโยชน์โดยใช้อนุภาคนาโนของแสงและทองคำ แนวทางนี้ทำให้กระบวนการง่ายขึ้นและสามารถลดต้นทุนสำหรับอุตสาหกรรมในขณะเดียวกันก็เปิดประตูสู่แหล่งพลังงานที่สะอาดกว่า เช่น การเปลี่ยนน้ำทะเลให้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ความก้าวหน้าเหล่านี้มีผลกระทบในวงกว้าง ตั้งแต่การลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมไปจนถึงการปรับรูปแบบตลาดพลังงานทั่วโลก และการสร้างโอกาสในการทำงานใหม่ในเศรษฐกิจสีเขียว

บริบทวัสดุฐานไฮโดรเจนใหม่

ในปี 2022 วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Rice ได้พัฒนาวิธีการที่เป็นนวัตกรรมสำหรับโรงกลั่นปิโตรเคมีเพื่อเปลี่ยนก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่มีปัญหาซึ่งมีกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ของไข่เน่า ให้กลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนและกำมะถันอันมีคุณค่า ความก้าวหน้านี้เกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดกำมะถันจากปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ซึ่งการผลิตก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นปัญหาสำคัญ กระบวนการนี้ใช้ประโยชน์จากอนุภาคนาโนทองคำเพื่อกระตุ้นการเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นไฮโดรเจนและซัลเฟอร์ในขั้นตอนเดียวที่ขับเคลื่อนด้วยแสงเพียงอย่างเดียว วิธีนี้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงจากวิธีดั้งเดิมอย่างกระบวนการซานตาคลอส ซึ่งซับซ้อนกว่าและผลิตกำมะถันแต่ไม่มีไฮโดรเจน 

เทคโนโลยีดังกล่าวได้รับใบอนุญาตจาก Syzygy Plasmonics ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพในเมืองฮุสตัน โดยสัญญาว่าจะเป็นโซลูชันที่คุ้มต้นทุนมากขึ้นสำหรับการบำบัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ด้วยการใช้งานที่เป็นไปได้นอกเหนือจากการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม รวมถึงการบำบัดก๊าซท่อน้ำทิ้งและของเสียจากสัตว์ ในอีกด้านหนึ่ง ทีมวิจัยนานาชาติมีความก้าวหน้าในการผลิตไฮโดรเจนโดยตรงจากน้ำทะเลผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส โดยไม่จำเป็นต้องใช้น้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง วิธีนี้สามารถขยายแหล่งน้ำสำหรับการผลิตไฮโดรเจนได้อย่างมาก โดยใช้ประโยชน์จากมหาสมุทรของโลกในฐานะทรัพยากรที่แทบจะไม่มีที่สิ้นสุด 

นักวิจัยสามารถลดความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรลิซิสของน้ำทะเลได้ด้วยการเพิ่มชั้นกรดเหนือตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น การมีอยู่ของคลอรีนไอออนและการก่อตัวของของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ แนวทางนี้ไม่เพียงแต่รักษาประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลซิสเท่านั้น แต่ยังเปิดประตูสู่การใช้น้ำประเภทต่างๆ รวมถึงน้ำประปาและน้ำจืดธรรมชาติอีกด้วย ด้วยความต้องการไฮโดรเจนที่เพิ่มขึ้น ตามที่สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศระบุไว้ การพัฒนานี้อาจมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองความต้องการการใช้พลังงานทั่วโลกด้วยทรัพยากรที่ยั่งยืนและอุดมสมบูรณ์

ผลกระทบก่อกวน

แนวโน้มการใช้วัสดุที่มีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบหลักในการบำบัดพลังงานและของเสีย แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในวิธีที่อุตสาหกรรมอาจจัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม สำหรับบุคคลทั่วไป ความพร้อมที่เพิ่มขึ้นของแหล่งพลังงานสะอาดอาจนำไปสู่การเลือกวิถีชีวิตที่ยั่งยืนมากขึ้น เช่น รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ปล่อยแต่น้ำเท่านั้น ด้วยการนำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้ บริษัทต่างๆ จะได้รับประโยชน์จากต้นทุนการดำเนินงานที่ลดลง และปรับปรุงโปรไฟล์ความรับผิดชอบขององค์กร ซึ่งอาจเปลี่ยนผลพลอยได้ของเสียให้เป็นทรัพยากรที่มีคุณค่า นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถกระตุ้นการสร้างงานในภาคส่วนใหม่ที่มุ่งเน้นการพัฒนาและบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีไฮโดรเจน

สำหรับรัฐบาล การลงทุนเชิงกลยุทธ์ในการวิจัยและการขยายขนาดเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนอาจทำให้ประเทศเป็นผู้นำในเศรษฐกิจสีเขียวที่กำลังเติบโต ด้วยการกำหนดกรอบการกำกับดูแลที่สนับสนุนการนำเทคโนโลยีไฮโดรเจนมาใช้ รัฐบาลสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับชาติได้อย่างมาก และปฏิบัติตามพันธกรณีด้านสภาพภูมิอากาศระหว่างประเทศ นอกจากนี้ การเปลี่ยนการขนส่งสาธารณะและบริการเทศบาลไปใช้พลังงานไฮโดรเจนอาจเป็นต้นแบบในการใช้พลังงานสะอาด และส่งเสริมการมีส่วนร่วมของภาคเอกชน

ในระดับโลก การเปลี่ยนไปใช้วัสดุและเทคโนโลยีที่ใช้ไฮโดรเจนมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงภูมิรัฐศาสตร์ด้านพลังงาน ประเทศที่มีแหล่งพลังงานหมุนเวียนมากมายอาจกลายเป็นผู้เล่นหลักในเศรษฐกิจไฮโดรเจน ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาประเทศผู้ส่งออกเชื้อเพลิงฟอสซิลของโลก ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำทะเลเติบโตเต็มที่ การเข้าถึงพลังงานสะอาดก็อาจมีความเท่าเทียมมากขึ้น และอาจเปลี่ยนแปลงโอกาสทางเศรษฐกิจสำหรับประเทศชายฝั่งทะเลและหมู่เกาะต่างๆ

ผลกระทบของวัสดุไฮโดรเจนชนิดใหม่

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของวัสดุที่มีไฮโดรเจนใหม่อาจรวมถึง: 

• เพิ่มการลงทุนในโครงการพลังงานทดแทน เช่น ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เพื่อใช้ในการผลิตไฮโดรเจนด้วยกระแสไฟฟ้า
• การพัฒนามาตรฐานและกฎระเบียบด้านความปลอดภัยใหม่สำหรับการจัดเก็บ การขนส่ง และการใช้ไฮโดรเจน เพื่อสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของสาธารณะและสิ่งแวดล้อม
• การเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมยานยนต์มุ่งเน้นไปที่ยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ส่งผลให้การผลิตรถยนต์เบนซินและดีเซลลดลง
• การสร้างโอกาสในการทำงานใหม่ในภาคส่วนการผลิต การจัดจำหน่าย และเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน เพื่อสร้างความหลากหลายให้กับตลาดแรงงาน
• การวางผังเมืองและระดับภูมิภาคที่ผสมผสานโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจน เช่น สถานีเติมเชื้อเพลิงและแหล่งพลังงานหมุนเวียน ส่งเสริมเมืองที่สะอาดขึ้น
• การเปลี่ยนแปลงภาคพลังงานโดยใช้ไฮโดรเจนเป็นผู้เล่นหลักในการจัดเก็บและรักษาสมดุลของความต้องการโครงข่ายไฟฟ้า เพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานและความเป็นอิสระ
• การขยายเส้นทางการค้าไฮโดรเจนทั่วโลก โดยประเทศต่างๆ ที่อุดมไปด้วยทรัพยากรหมุนเวียนส่งออกไปยังผู้ที่ต้องการพลังงานสะอาด
• พฤติกรรมผู้บริโภคที่เปลี่ยนไปไปสู่ผลิตภัณฑ์และแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนมากขึ้น โดยได้แรงหนุนจากการรับรู้ที่เพิ่มขึ้นและความพร้อมในการให้บริการโซลูชั่นที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน

คำถามที่ต้องพิจารณา

• การเปลี่ยนมาใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมการเดินทางและการเดินทางในแต่ละวันของคุณได้อย่างไร
• บุคคลและธุรกิจสามารถมีส่วนร่วมในการเร่งการนำเทคโนโลยีไฮโดรเจนไปใช้ได้อย่างไร?