เทคโนโลยีอิเล็กโทรดช่วยผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากน้ำทะเล

เทคโนโลยีนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการนำไฮโดรเจนมาใช้ในเชิงพาณิชย์เพื่อเป็นโซลูชันพลังงานที่ยั่งยืน

“กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสแบบดั้งเดิมสามารถทำได้โดยใช้น้ำบริสุทธิ์เท่านั้น ซึ่งเป็นทรัพยากรที่หายากขึ้นเรื่อยๆ” ดั๊ก วิคส์ จากสำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านพลังงาน (ARPA-E) กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ กล่าวในข่าวประชาสัมพันธ์ “เราไม่จำเป็นต้องพึ่งพาน้ำบริสุทธิ์อีกต่อไป แต่จะต้องพึ่งพาทรัพยากรน้ำที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด นั่นคือมหาสมุทร”

กระบวนการนี้ใช้แคโทดที่มีประจุลบและแอโนดที่มีประจุบวกเพื่อแยกน้ำทะเลออกเป็นสี่ “กระแส” ได้แก่ ออกซิเจน ไฮโดรเจน กรดที่ไม่เป็นอันตราย และด่าง กระแสด่างจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพื่อสร้างแร่ธาตุที่เสถียรซึ่งจะถูกส่งกลับคืนสู่ทะเล ในขณะที่กระแสกรดจะกลับสู่มหาสมุทรหลังจากกลับคืนสู่ค่า pH เดิมโดยไหลผ่านหินที่อุดมด้วยซิลิกา

การแยกด้วยไฟฟ้าจากน้ำทะเลไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดไฮโดรเจนและออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดก๊าซคลอรีน (Cl₂) ซึ่งเป็นพิษเนื่องจากมีคลอไรด์ไอออน (Cl⁻) อยู่ในน้ำทะเล กระบวนการนี้สามารถกัดกร่อนอิเล็กโทรดและทำให้อิเล็กโทรไลเซอร์เสียหายได้อย่างรวดเร็ว จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ เฉินและเพื่อนร่วมงานคาดการณ์ว่าขั้วบวกเหล่านี้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องประมาณสามปีก่อนที่จะต้องบำรุงรักษา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถอดขั้วบวกออกเพื่อเคลือบสารป้องกันคลอรีนใหม่

เปา ฟาร์ราส นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยกัลเวย์ ประเทศไอร์แลนด์ ให้ความเห็นว่าประสิทธิภาพการทำงานสามปีของแอโนดแบบเลือกออกซิเจนนั้นน่าประทับใจ เขาเห็นด้วยว่านี่เป็นวิธีการที่มีอนาคตในการใช้น้ำทะเลเพื่อผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม ฟาร์ราสเน้นย้ำว่าแม้ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการจะดูมีแนวโน้มที่ดี แต่ก็ยังต้องติดตามกันต่อไปว่าแอโนดเหล่านี้จะสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่ใกล้เคียงกันนี้ไว้ได้หรือไม่เมื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

บริษัทกำลังพัฒนาแอโนดแบบเลือกออกซิเจน ซึ่งจะเริ่มการผลิตจำนวนมากในเร็วๆ นี้ที่โรงงานในรัฐแคลิฟอร์เนีย โดยคาดว่าจะมีกำลังการผลิตแอโนดประมาณ 4,000 แอโนดต่อปี โครงการนี้ให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง ด้วยความสามารถในการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 10 ตัน และผลิตไฮโดรเจนได้ 300 กิโลกรัมต่อวัน

ฮาจาง (ตามรายงานของ NewScientist)