ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผลงานวิจัย

จุฬาฯ วิจัยสำเร็จ! แปลงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอล ลดโลกร้อน เพิ่มมูลค่าเศรษฐกิจหมุนเวียน

คัดลอก URL แล้ว

อาจารย์วิศวฯ จุฬาฯ แปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอล ด้วยวิธีเทอร์โมเคมิคอลที่ใช้พลังงานน้อยกว่าแต่ได้ผลมาก ลดการนำเข้าสารตั้งต้นอุตสาหกรรม กระตุ้นเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy)

จุฬาฯ วิจัยสำเร็จ! แปลงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอล ลดโลกร้อน

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ทั้งจากภาคอุตสาหกรรมและครัวเรือนเป็นเหตุที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สภาวะโลกร้อน และส่งผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพในวงกว้าง เป็นเรื่องสำคัญระดับโลกที่องค์การสหประชาชาติเรียกร้องให้ทุกประเทศเร่งลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกไม่ให้สูงเกิน 2 องศาเซลเซียส

แต่นอกจากจะลดการปล่อย CO2 แล้ว นักวิจัยทั่วโลกก็กำลังคิดค้นวิธีการต่างๆ เพื่อนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์ ดังที่ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ภัทรพร คิม ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ประสบความสำเร็จในการแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอล สารตั้งต้นสำคัญในอุตสาหกรรมหลายประเภท

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ภัทรพร คิม ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

“เมทานอลในปัจจุบันส่วนใหญ่สังเคราะห์มาจากก๊าซธรรมชาติซึ่งมีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาจากกระบวนการผลิต เราจึงศึกษาการผลิตเมทานอลโดยตรงจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เท่ากับช่วยลดก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์และยังนำก๊าซกลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์ เพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจด้วย” ผศ. ดร.ภัทรพร เผยแนวคิดงานวิจัยย่อยในโครงการวิจัย การแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงขึ้น (Carbon Dioxide (CO2) Conversion to Higher-Valued Products) ภายใต้การสนับสนุนทุนวิจัย “Research Cess Fund” (RCF) จาก Malaysia-Thai Joint Authority (MTJA) ที่สนับสนุนให้ทีมนักวิจัยจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันวิจัยโลหะและวัสดุ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และสถาบันอื่น ๆ ศึกษาเทคโนโลยีและวิธีการที่แตกต่างกันเพื่อนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาใช้ประโยชน์

เมทานอลจากคาร์บอนไดออกไซด์

เมทานอลเป็นสารเคมีตั้งต้นสำคัญที่ใช้ในการผลิตสารเคมีในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมีและการสังเคราะห์ อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าและสารเคลือบ เป็นต้น เมทานอลจึงเป็นสารเคมีที่มีการนำเข้าอันดับต้น ๆ ของประเทศไทยและมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

“โดยทั่วไป เมทานอลสังเคราะห์จากก๊าซธรรมชาติโดยวิธีทางเทอร์โมเคมิคอล (thermochemical) ซึ่งการผลิตเมทานอล 1 ตันด้วยวิธีการนี้จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ราว 0.5-1.5 ตัน” ผศ. ดร.ภัทรพร อธิบาย “ดังนั้น เราจึงศึกษาวิธีนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาผลิตเป็นเมทานอลโดยตรง ซึ่งเป็นทางเลือกหนึ่งที่ดีต่อสิ่งแวดล้อม ทั้งยังสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจด้วย”

ผศ. ดร.ภัทรพร ขยายความว่าเมทานอลสามารถต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์เคมีสีเขียวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้หลากหลาย อาทิ ไดเมทิลอีเทอร์ (Dimethyl Ether หรือ DME) ใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อน และไดเมทิลคาร์บอเนต (Dimethyl Carbonate หรือ DMC) ซึ่งใช้ในหลายอุตสาหกรรม อาทิ อุตสาหกรรมสี อุตสาหกรรมกาว ใช้เป็นตัวประสานและจัดเป็นวัสดุพลาสติกประเภทหนึ่ง ใช้ในชิ้นส่วนรถยนต์และเครื่องบิน อุปกรณ์ไฟฟ้า แว่นตานิรภัย อุปกรณ์กันกระแทก ที่สำคัญคือใช้เป็นสารอิเล็คโทรไลต์ในแบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไออนที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งกำลังเป็นที่ต้องการเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
“ปัจจุบันการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนตส่วนใหญ่ใช้ฟอสจีนซึ่งเป็นสารเคมีที่มีความเป็นพิษสูง ซึ่งอาจทำให้เสียชีวิตหรือมีปัญหาสุขภาพอย่างรุนแรงแม้จะมีความเข้มข้นต่ำก็ตาม การผลิตไดเมทิลคาร์บอเนตจากเมทานอลและยูเรีย หรือแม้กระทั่งจากคาร์บอนไดออกไซต์โดยตรงก็เป็นอีกแนวทางหนึ่งที่น่าสนใจ”

เทอร์โมเคมิคอล กระบวนการเพิ่มมูลค่าก๊าซเรือนกระจก

ผศ. ดร.ภัทรพร อธิบายถึงแนวทางการจัดการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ว่า ในปัจจุบัน โรงงานอุตสาหกรรมนิยมใช้สารละลายเอมีนเพื่อจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยเฉพาะ แล้วนำมาแยกด้วยความร้อนจนได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บริสุทธิ์ หลังจากนั้น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้อาจนำไปจัดการได้ 2 วิธี

  1. กักเก็บ (Carbon Capture and Storage: CCS) เป็นกระบวนการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แล้วฉีดอัดก๊าซลงไปเก็บไว้ชั้นใต้ดินแบบถาวร ซึ่งอาจเป็นชั้นหินที่กักเก็บน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่หมดศักยภาพแล้ว หรือโพรงทางธรณีวิทยา เพื่อป้องกันไม่ให้มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมากกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ
  2. นำมาใช้ประโยชน์ (Carbon Capture and Utilization: CCU) ซึ่งประโยชน์ทางตรง อาทิ นำมาเพิ่มปริมาณการผลิตน้ำมัน (Enhanced Oil Recovery หรือ EOR) ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่มอย่างน้ำอัดลม โซดา หรือใช้เป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมอาหาร เป็นต้น ส่วนประโยชน์ทางอ้อมก็อย่างเช่น การแปลงเป็นเชื้อเพลิงอย่างมีเทน หรือไดเมทิลอีเทอร์ และแปลงเป็นสารเคมีหรือผลิตภัณฑ์อื่นที่มีมูลค่าสูงขึ้น เช่น เมทานอล หรือ ไดเมทิลคาร์บอนเนต

สำหรับงานวิจัยชิ้นนี้ ผศ. ดร.ภัทรพร เลือกกระบวนการแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีทางเทอร์โมเคมิคอล (Thermochemical Conversion) ซึ่งใช้เตาปฏิกรณ์เพื่อทำให้เกิดความร้อนและความดัน และเหนี่ยวนำปฏิกิริยาทางเคมีด้วยการเติมไฮโดรเจนในคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 hydrogenation) จนได้เป็นเมทานอล

เตาปฏิกรณ์สำหรับแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

อย่างไรก็ตาม วิธีเทอร์โมเคมิคอลใช้พลังงานสูงในการเกิดปฏิกิริยา แต่ได้ผลผลิตต่ำ ผศ. ดร.ภัทรพร จึงค้นหาวิธีกำจัดจุดอ่อนตรงนี้ ด้วยการใช้แอลกอฮอล์บางชนิดเป็นตัวทำละลาย และเร่งปฏิกิริยาร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดพื้นฐานคอปเปอร์ซิงค์ออกไซด์ (Cu/ZnO) ช่วยเพิ่มปริมาณเมทานอลที่ได้ และลดการใช้พลังงานในกระบวนการแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

รัฐต้องหนุน ให้งานวิจัยเดินหน้าปฏิบัติจริง

แม้การวิจัยจะประสบผลสำเร็จเป็นที่น่าพอใจ แต่ก็ยังมีอุปสรรคอีกมาก เช่น ค่าใช้จ่ายในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างสูง พลังงานที่ใช้ในกระบวนการแปลง CO2 ต้นทุนการผลิตและแหล่งที่มาของไฮโดรเจน ไปจนถึงข้อจำกัดด้านขนาดของตลาดและการขาดแรงจูงใจในการลงทุน ซึ่งหากได้รับการสนับสนุนจากรัฐในแง่นโยบาย แรงจูงใจด้านต้นทุน ภาษี ฯลฯ ก็จะช่วยผลักดันให้เทคโนโลยีนี้มีความสามารถในการแข่งขันในอนาคต

“เรามีแผนทำงานร่วมกับภาคอุตสาหกรรมเพื่อผลักงานวิจัยสู่เชิงพาณิชย์ให้ประเทศไทยมีผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม สร้างความคุ้มค่าตามหลักเศรษฐศาสตร์และกระตุ้นเศรษฐกิจหมุนเวียน เรื่องนี้เรื่องสำคัญที่คนในปัจจุบันต้องให้ความสนใจ เราต้องพยายามเก็บรักษาต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมไว้ให้ดีที่สุดเพื่อส่งต่อให้คนรุ่นต่อๆ ไปได้มีชีวิตความเป็นอยู่ที่ดีขึ้น” ผศ.ดร. ภัทรพร กล่าวทิ้งท้าย


แท็ก: CAMPUS , , ,
WRITER

RELATED

เภสัชฯ จุฬาฯ ผลิตชุดทดสอบ แอลกอฮอล์ที่ใช้ปลอดภัยและได้ผลจริงหรือ?

เภสัชฯ จุฬาฯ ผลิตชุดทดสอบ แอลกอฮอล์ที่ใช้ปลอดภัยและได้ผลจริงหรือ?

เภสัชฯ จุฬาฯ พัฒนาชุดทดสอบมาตรฐานความปลอดภัยและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เจลและสเปรย์แอลกอฮอล์ล้างมือ

ยาน้ำเชื่อมฟาวิพิราเวียร์สำหรับเด็ก นวัตกรรมจากคณะเภสัชฯ จุฬาฯ เพื่อผู้ป่วยโควิด-19

ยาน้ำเชื่อมฟาวิพิราเวียร์สำหรับเด็ก นวัตกรรมจากคณะเภสัชฯ จุฬาฯ เพื่อผู้ป่วยโควิด-19

ยาน้ำเชื่อมฟาวิพิราเวียร์สำหรับเด็ก ผู้ใหญ่ก็กินได้ ตำรับแรกของไทย พัฒนาเพื่อผู้ป่วยโควิด-19

คณะทันตแพทย์ จุฬาฯ อันดับ 1 ในไทย Top 3 ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และ TOP 100 ของโลก

คณะทันตแพทย์ จุฬาฯ อันดับ 1 ในไทย Top 3 ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และ TOP 100 ของโลก

ทันตแพทย์จุฬาฯ อันดับ 1 ในไทย Top 3 ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และ TOP 100 ของโลก

เล่นหมากล้อม หรือ โกะ สามารถพัฒนาผลการเรียนคณิตศาสตร์ให้ดีขึ้นได้

เล่นหมากล้อม หรือ โกะ สามารถพัฒนาผลการเรียนคณิตศาสตร์ให้ดีขึ้นได้

การเรียน หมากล้อม ระดับตั้งแต่ 8 คิวขึ้นไป ทำให้มีผลการเรียนวิชาคณิตศาสตร์ที่ดีขึ้นอย่างชัดเจน และอาจทำให้ผลการเรียนวิชาภาษาไทย สังคมศึกษา และภาษาอังกฤษดีขึ้นด้วย

ดนตรีบำบัดคลายเครียด บรรเทาปวดได้ผล จุฬาฯ ต่อยอด เปิดสาขาวิชาดนตรีบำบัด เพิ่มนักเยียวยาในสังคม

ดนตรีบำบัดคลายเครียด บรรเทาปวดได้ผล จุฬาฯ ต่อยอด เปิดสาขาวิชาดนตรีบำบัด เพิ่มนักเยียวยาในสังคม

ผลทางการแพทย์ชี้ ดนตรีบำบัดลดความดันเลือด บรรเทาความเจ็บปวดระหว่างคีโม ฟอกไต กระตุ้นสมองผู้สูงวัย ศิลปกรรมฯ จุฬาฯ เปิดหลักสูตรผลิตนักดนตรีบำบัด

เจาะลึกโลก “นางงาม กับคอร์สภาษาสเปน”  อักษรฯ จุฬาฯ ไม่มีพื้นฐานก็เรียนได้

เจาะลึกโลก “นางงาม กับคอร์สภาษาสเปน” อักษรฯ จุฬาฯ ไม่มีพื้นฐานก็เรียนได้

อักษรฯ จุฬาฯ ชวนผู้สนใจติวเข้มภาษา และวัฒนธรรมสเปน ใช้ได้จริงในชีวิตประจำวัน กับคอร์สแรกในประเทศไทย “ภาษาสเปนกับนางงาม”

จุฬาฯ เปิดคลินิกสุขภาพเพศ ย้ำคนข้ามเพศต้องปลอดภัยในชีวิตทุกทางเลือก

จุฬาฯ เปิดคลินิกสุขภาพเพศ ย้ำคนข้ามเพศต้องปลอดภัยในชีวิตทุกทางเลือก

จุฬาฯ เปิดคลินิกสุขภาพเพศ พื้นที่ปลอดภัยให้คำปรึกษาทุกปัญหาสุขภาพสำหรับคนข้ามเพศโดยเฉพาะ

ศบค. รายงาน ยอดผู้ติดเชื้อพุ่ง 4,108 ราย จุฬาฯ ปิด จุดคัดกรองโควิด 4 วัน

ศบค. รายงาน ยอดผู้ติดเชื้อพุ่ง 4,108 ราย จุฬาฯ ปิด จุดคัดกรองโควิด 4 วัน

เหตุจากไม่มีเตียงรองรับผู้ป่วย ขณะนี้ผู้ป่วยที่มาส่วนมากมีอาการปวดบวม

จุฬาฯ พัฒนา “รถดมไว” คันแรกในไทย ใช้สุนัขดมกลิ่นลงพื้นที่คัดกรองผู้ติดเชื้อโควิด-19​

จุฬาฯ พัฒนา “รถดมไว” คันแรกในไทย ใช้สุนัขดมกลิ่นลงพื้นที่คัดกรองผู้ติดเชื้อโควิด-19​

รู้จัก “รถดมไว” ใช้สุนัขดมกลิ่น คัดกรองผู้ติดเชื้อโควิด-19​ การทำงานของรถดมไว สุนัขมีความเสี่ยงติดเชื้อไหม