ผมเคยเขียนบทความเกี่ยวกับ “พลังงานไฮโดรเจน” ใน SALIKA ของเราแห่งนี้มาแล้วหนหนึ่งซึ่งใช้ชื่อตอนว่า “เมื่อรถไฟฟ้ามาหานะเธอ เจอ Hydrogen Trains กำเนิด Trend ใหม่ Logistics 5.0”
มาในวันนี้ นอกจาก “รถไฟฟ้าพลังงานไฮโดรเจน” แล้ว “รถยนต์พลังงานไฮโดรเจน” และ “มอเตอร์ไซค์พลังงานไฮโดรเจน” ก็เป็นเรื่องที่กำลังถูกพูดถึงกันอย่างหนาหู
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทรนด์จักรยาน “พลังงานไฮโดรเจน” ซึ่งขณะนี้กำลังเป็นที่กล่าวขวัญถึงในยุโรปครับ
นำโดย Pragma Industries บริษัทสัญชาติฝรั่งเศส ซึ่งขออาสาประเดิมเป็นหน่วยงานแรกที่มีความคิดริเริ่มผลิตรถ “จักรยานพลังงานไฮโดรเจน” ออกวางตลาดครับ โดยจะเริ่มนำไปใช้สำหรับเจ้าหน้าที่ของรัฐบาลส่วนท้องถิ่นต่างๆ ในฝรั่งเศสเป็นอันดับแรก
“จักรยานพลังงานไฮโดรเจน” ของ Pragma คันนี้ เมื่อเติมไฮโดรเจน “เต็มถัง” ขนาด 2 ลิตร ก็จะสามารถปั่นไกลไปได้ถึง 100 กิโลเมตรเลยทีเดียว
Pragma คุยว่า “จักรยานพลังงานไฮโดรเจน” ความจุ 2 ลิตรของเขา มีสมรรถนะพอๆ กับ “จักรยานพลังงานไฟฟ้า” เลยทีเดียว
แถมยังโม้ว่า “จักรยานพลังงานไฮโดรเจน” ยี่ห้อ Pragma นี้ ใช้เวลาเติมไฮโดรเจน “เต็มถัง” แค่ 2 นาที เทียบกันไม่เห็นฝุ่นกับ “จักรยานพลังงานไฟฟ้า” ที่ต้องใช้เวลาชาร์จไฟทีหนึ่งหลายชั่วโมง
ถึงตรงนี้ ผมเชื่อว่านักเรียนวิทยาศาสตร์ต้องรู้จัก “ไฮโดรเจน” ในตารางธาตุกันทุกคน
“ไฮโดรเจน” นั้น ใช้สัญลักษณ์ตัว H และมีเลขอะตอมเท่ากับ 1 ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศมาตรฐาน
“ไฮโดรเจน” เป็นก๊าซโมเลกุล 2 อะตอม มีคุณสมบัติติดไฟง่าย ทว่า ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น เป็นอโลหะ และมีอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดตัวเดียว เป็นธาตุเบาที่สุด และมีปรากฏในจักรวาลมากที่สุด อีกทั้งมีอยู่ในโมเลกุลของน้ำ และในสารประกอบอินทรีย์ทุกตัวรวมถึงในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำต่างก็ทราบกันดีว่า หากนำ “ไฮโดรเจน” ไปผ่านกระบวนการ “ไฮโดรจีนเนชั่น” ก็จะสามารถสร้างเชื้อเพลิงสังเคราะห์ได้ หรือหากนำ “ไฮโดรเจน” ไปรวมกับคลอรีน ก็จะสามารถผลิต “ไฮโครเจนคลอไรด์” ได้
อีกทั้งยังมีการใช้งาน “ไฮโดรเจน” ร่วมกับออกซิเจนสำหรับการตัดชิ้นงานใต้น้ำ
โดยทั่วไปแล้ว การผลิตเชื้อเพลิงด้วย “ไฮโดรเจน” นั้น มีอยู่ 2 วิธีครับ
หนึ่ง, ในเชิงเคมี มีวิธีการคล้ายกับการทำงานของเครื่องปรับอากาศทั่วไป โดยการทำให้อากาศมีออกซิเจนเพิ่มขึ้นจากแผงคอยล์เย็นที่มีไอน้ำในอากาศกลั่นตัวเป็นหยดน้ำจับอยู่ และน้ำเย็นนั้นก็จะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้นั่นเอง
ในส่วนของการใช้ “ไฮโดรเจน” เพื่อผลิตพลังงานนั้นจะใช้กรรมวิธีทางความร้อน หรือ Steam Reforming คือการให้ไอน้ำทำปฏิกิริยากับก๊าซธรรมชาติ โดยมีนิกเกิลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ผลที่ได้ก็คือ “ไฮโดรเจน” กับ “คาร์บอนไดออกไซด์”
และเมื่อนำทั้งสองสิ่งผ่านเข้าไปในน้ำ “คาร์บอนไดออกไซด์” ก็จะจับตัวกับน้ำทำให้เหลือแต่ “ไฮโดรเจน” เพื่อนำไปใช้ต่อไป
การใช้ “ไฮโดรเจน” เพื่อผลิตพลังงานอีกวิธีหนึ่งก็คือ การแยก “ไฮโดรเจน” ออกจากน้ำด้วยการใช้กระแสไฟฟ้าตรง หรือพูดอีกแบบก็คือ กระบวนการแยกน้ำให้เป็น “ไฮโดรเจน” กับ “ออกซิเจน”
ด้วยวิธีการนี้จะทำให้เราได้ทั้ง “ออกซิเจน” และ “ไฮโดรเจน” ในเวลาเดียวกัน โดยไม่มีแก๊สอื่นเจือปน ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตพลังงานที่ไม่สร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม
ส่วนการผลิตเชื้อเพลิง “พลังงานไฮโดรเจน” แบบที่สองคือ ในเชิงของชีวเคมีการได้มาซึ่ง “ไฮโดรเจน” ในกรณีนี้ก็คือ การใช้จุลินทรีย์เปลี่ยนของเสียและน้ำเสียชีวมวลให้เป็น “ก๊าซไฮโดรเจน” เพื่อให้ได้มาซึ่งก๊าซชีวภาพ หรือ Biogas ซึ่งประกอบด้วย H2 และ Co2 แล้วจึงเข้าสู่ขั้นตอนการแยก Co2 ออกต่อไป
การสร้าง “พลังงานไฮโดรเจน” อีกวิธีหนึ่ง คือการผลิต “เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน”
“เซลล์เชื้อเพลง” หรือ Fuel Cell นั้น เป็นอุปกรณ์ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนพลังเคมีในไฮโดรเจนมาเป็นไฟฟ้าโดยตรงครับ
โดย “เซลล์เชื้อเพลง” นี้ มีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกันกับแบตเตอรี่ เพียงแต่ “เซลล์เชื้อเพลง” นั้น จะไม่มีขั้นตอนการชาร์จไฟเข้า แต่จะเป็นการเติม “เชื้อเพลิงไฮโดรเจน” เข้าไปแทน
“เซลล์เชื้อเพลง” นั้น เป็นที่รู้กันในวงการพลังงานทางเลือกเลยว่า มีประวัติศาสตร์ยาวนานมามากกว่า 150 ปีแล้วครับ
ทั้งนี้เนื่องเพราะ “เซลล์เชื้อเพลิง” นั้น ได้ผ่านการวิจัยและพัฒนามาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1838 โดย “บิดาแห่งเซลล์เชื้อเพลิง” ผู้มีนามว่า Sir William Robert
Sir William Robert เป็นศาสตราจารย์สาขาปรัชญาการทดลองของ The Royal Institution ประจำกรุงลอนดอน แห่งประเทศอังกฤษครับ
โดยสรุปแล้ว สามารถอธิบายขั้นตอนของ “พลังงานไฮโดรเจน” ได้ง่ายๆ ดังนี้ครับ
คือแทนที่จะชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่เหมือนการทำงานของเครื่องยนต์ระบบสันดาปทั่วไป ในทางกลับกัน เราจะไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไปผลิต “ไฮโดรเจน” แล้วจึงเอา “ไฮโดรเจน” ไปผลิตไฟฟ้า
ดังนั้นมันจึงขับเคลื่อนด้วยพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ได้จาก “เซลล์เชื้อเพลิง” โดยอาศัย “ไฮโดรเจน” เป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้า
เมื่อ “ก๊าซไฮโดรเจน” และอากาศผ่านเข้าไปใน “เซลล์เชื้อเพลิง” แล้ว “ไฮโดรเจน” จะแตกตัวอิเล็กตรอน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าส่งไปยังมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อน
และเมื่ออิเล็กตรอนไหลวนครบวงจรแล้ว ก็จะกลับ “ไฮโดรเจน” ประจุบวก และออกซิเจนที่อยู่ในอากาศ ให้กลายเป็นไอน้ำกลับคืนสู่บรรยากาศ มันจึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษ
ล่าสุด ทาง Pragma Industries ได้ประกาศว่า ได้ขาย “จักรยานพลังงานไฮโดรเจน” ไปแล้วทั้งหมดกว่า 60 คัน ให้กลุ่มเป้าหมายของบริษัท คือหน่วยงานด้านการขนส่ง รัฐบาลท้องถิ่น รวมถึงธุรกิจบริการให้เช่าจักรยาน
สนนราคาคันละ 7,500 ยูโร หรือราว 300,000 บาท ทั้งนี้ ยังไม่รวมปั๊ม หรือสถานีบริการเติมพลังงานไฮโดรเจนมูลค่าประมาณ 30,000 ยูโร หรือ 1,200,000 บาท
ในความเป็นจริงแล้ว ต้องถือว่า สนนราคาของ Pragma ในขณะนี้ ยังถือว่า “สูงเกินเอื้อม” สำหรับเราๆ ท่านๆ
อย่างไรก็ดี Pragma บอกว่า ทางบริษัทกำลังค้นคว้าวิจัยอย่างเข้มข้นเพื่อทำให้ราคาขายลดลงเหลือเพียงคันละ 5,000 ยูโร หรือ 200,000 บาทให้ได้ ซึ่งถือว่าราคานี้ ใกล้เคียงกับ “จักรยานพลังงานไฟฟ้า” ที่มีขายกันอยู่ในปัจจุบัน
โดยในปีนี้ Pragma ตั้งเป้าจะเพิ่มกำลังการผลิตเป็น 120 คัน เพื่อส่งออกไปยังยุโรปประเทศอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นนอร์เว สเปน เยอรมนี อิตาลี
และนอกจากนี้ Pragma ก็กำลังค้นคิดประดิษฐกรรม “จักรยานพลังงานน้ำ” ที่สามารถแปลงน้ำประปาให้เป็นพลังงานไฮโดรเจนอีกด้วย!
