สัมภาษณ์และเรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

กิจกรรมของมนุษย์ไม่ว่าจะเป็นเกษตรกรรม อุตสาหกรรมการผลิต การขนส่งและการผลิตไฟฟ้าโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ตลอดจนการตัดไม้ทำลายป่า ล้วนส่งผลให้ชั้นบรรยากาศมีแก๊สเรือนกระจกในปริมาณเพิ่มขึ้น แนวทางหนึ่งในการบรรเทาปัญหานี้คือ การใช้เทคโนโลยีดักจับและกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)

เทคโนโลยีดักจับ CO₂ ในปัจจุบันนิยมใช้สารเอมีน (amine) ที่อยู่ในสถานะของเหลว วิธีนี้มีต้นทุนสูง ใช้พื้นที่มาก อีกทั้งยังมีปัญหาการนำเอมีนกลับมาใช้ซ้ำ ทีมวิจัยของเอ็มเทคจึงพัฒนาวัสดุพรุนคาร์บอนที่เป็นของแข็งหรือ Carbon-CATCH โดยนำถ่านชาร์จากการผลิตพลังงานจากของเหลือทิ้งทางการเกษตรและอุตสาหกรรมมาผ่านกระบวนการเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชัน (gasification) และไพโรไลซิส (pyrolysis) เพื่อสร้างนวัตกรรมและองค์ความรู้ในการดักจับ CO₂ ที่ปล่อยจากโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือชีวมวล และจากอุตสาหกรรมอื่นๆ วิธีการนี้เป็นการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้คุ้มค่า และช่วยให้เกิดความเป็นกลางทางคาร์บอนอย่างครบวงจร

ถ่านชาร์จากกากมันสำปะหลังและยางรถยนต์เก่าได้รับการปรับสภาพให้เป็นวัสดุพรุนคาร์บอนด้วยเทคนิคที่ทีมวิจัยเคยพัฒนามาก่อน โดยกระตุ้นให้มีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นจากประมาณ 300 ตารางเมตรต่อกรัมเป็น 1000-1100 ตารางเมตรต่อกรัม

แม้ว่าวัสดุพรุนคาร์บอนที่ได้จะสามารถดูดซับ CO₂ ได้แล้วก็ตาม แต่ทีมวิจัยยังเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับให้สูงขึ้นอีกโดยการนำวัสดุพรุนคาร์บอนมาปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารกลุ่มเอมีน เพื่อทำให้วัสดุพรุนคาร์บอนดังกล่าวมีกลไกการดักจับ CO₂ ทั้งแบบกายภาพ (physisorption) และแบบเคมี (chemisorption) วิธีการนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานที่อุณหภูมิสูงได้เป็นอย่างดี

วัสดุดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ที่พัฒนาโดยทีมวิจัยเอ็มเทค

ทีมวิจัยทดสอบประสิทธิภาพการดักจับของวัสดุดูดซับในสภาวะแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์บริสุทธิ์และแก๊สจำลองที่มีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับแก๊สที่ปลดปล่อยจากปลายปล่องโรงไฟฟ้า ทั้งในระดับไมโครสเกลเพื่อดูแนวโน้ม และระดับห้องปฏิบัติการเพื่อดูประสิทธิภาพในระบบที่ใหญ่ขึ้น พบว่าวัสดุดูดซับมีประสิทธิภาพการดักจับ CO₂ ได้ 180-200 มิลลิกรัมต่อกรัม (หรือ CO₂ efficiency 30-50%) และใช้ซ้ำได้มากกว่า 20 รอบโดยมีประสิทธิภาพลดลงต่ำกว่า 5%

จากการประเมิน LCA (Life Cycle Analysis) พบว่าการนำวัสดุดูดซับ Carbon-CATCH ไปใช้กับโรงไฟฟ้าถ่านหินจะช่วยลดการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกจากการผลิตไฟฟ้าได้ราว 50%

ปัจจุบันทีมวิจัยกำลังทดสอบวัสดุดูดซับนี้โดยการใช้งานจริงในโรงงานไฟฟ้า และมีแผนที่จะออกแบบระบบนำคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดักจับได้ออกจากวัสดุดูดซับเพื่อนำกลับมาใช้ เช่น ผลิตกรีนซีเมนต์ หรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ เพื่อให้การใช้ประโยชน์เป็นไปแบบครบวงจร

สนใจโปรดติดต่อ
ทีมวิจัยเซรามิกคะตะลิสต์และคาร์บอน (ดร.ดวงเดือน อาจองค์ และ ดร.ศุภวรรณ วิชพันธุ์)
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)
โทรศัพท์ 0-2564-6500 ต่อ 4230
อีเมล duangdua@mtec.or.th