นักเคมีผลิตไฮโดรเจนจาก "เศษขนมปัง" ในปฏิกิริยาที่ก้าวล้ำซึ่งอาจแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลบางชนิด

ใยยุคนี้ ยุคที่พลังงานที่ได้จากแหล่งที่ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ต่อสิ่งแวดล้อมในกระบวนการผลิต
และการนำไปใช้งาน โดยมีลักษณะสำคัญคือช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
(โดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์) ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของสภาวะโลกร้อน

มีข่าวที่น่ายินดี เมือ่นักวิจัยได้เปลี่ยนเศษขนมปังให้กลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนโดยใช้กระบวนการใหม่
ที่เรียบง่ายซึ่งสามารถช่วยให้โลกเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานสะอาดได้

ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Energy & Environmental Science
ทีมนักเคมีจากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ (Cardiff University) ในสหราชอาณาจักร
ได้สาธิตวิธีเปลี่ยนขยะอินทรีย์ เช่น เศษขนมปัง ให้เป็นไฮโดรเจนโดยใช้ตัวเร่ง
ปฏิกิริยาและการแผ่รังสีไมโครเวฟ

ไฮโดรเจนถูกมองว่าเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญสำหรับอนาคต เนื่องจากเมื่อเผาไหม้แล้วจะปล่อย
เพียงไอน้ำออกมาเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การผลิตไฮโดรเจนในปัจจุบันส่วนใหญ่ยังคงพึ่งพา
เชื้อเพลิงฟอสซิล โดยเฉพาะก๊าซธรรมชาติ ซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเป็นจำนวนมาก

"กระบวนการที่เราพัฒนาขึ้นนั้นอาศัยการใช้ไมโครเวฟเพื่อกระตุ้นตัวเร่งปฏิกิริยา
ซึ่งจะไปย่อยสลายสารอินทรีย์ให้กลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนโดยตรง"
ศาสตราจารย์เกรแฮม ฮัตชิงส์ (Graham Hutchings) จากสถาบัน
Cardiff Catalysis Institute กล่าว

เปลี่ยนขยะให้เป็นเชื้อเพลิง ....ในกระบวนการนี้ นักวิจัยได้นำเศษขนมปังไปผสมกับ
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากนิกเกิลและเหล็ก จากนั้นจึงนำไปผ่านรังสีไมโครเวฟ
พลังงานจากไมโครเวฟจะช่วยให้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถดึงไฮโดรเจนออกจาก
โครงสร้างโมเลกุลของขนมปังได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

เหตุผลที่เลือกเศษขนมปังเนื่องจากมันอุดมไปด้วยแป้งและเซลลูโลส
ซึ่งเป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรตที่พบได้ทั่วไปในขยะชีวมวล (biomass waste)
นักวิจัยระบุว่าเทคนิคนี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่เศษขนมปังเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้กับขยะ
พืชพรรณอื่นๆ ได้อีกด้วย

สิ่งที่ทำให้ปฏิกิริยานี้ "ก้าวล้ำ" คือการใช้ไมโครเวฟ ซึ่งช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้
ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าและใช้เวลาน้อยกว่ากระบวนการแบบดั้งเดิมมาก โดยปกติแล้ว
การผลิตไฮโดรเจนจากชีวมวลมักต้องใช้ความร้อนสูงถึง 800 องศาเซลเซียส
แต่ด้วยวิธีไมโครเวฟนี้ ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิเพียงประมาณ 250-300 องศาเซลเซียส

นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังมีความสามารถในการเลือกผลิต (selectivity) ที่สูงมาก
โดยสามารถเปลี่ยนขยะให้เป็นก๊าซไฮโดรเจนได้เกือบทั้งหมดในขั้นตอนเดียว (one-pot reaction)

ก้าวต่อไป..แม้ว่าในปัจจุบันการทดลองจะทำในระดับห้องปฏิบัติการ แต่คณะผู้วิจัยเชื่อว่า
เทคโนโลยีนี้สามารถขยายขนาดเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมได้ ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาสองอย่างพร้อมกัน
คือ การจัดการขยะอาหารจำนวนมหาศาล และการผลิตเชื้อเพลิงสะอาดที่ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล

"นี่คือแนวทางใหม่ที่ยั่งยืนในการผลิตไฮโดรเจน" ฮัตชิงส์กล่าวเสริม "เรากำลังเปลี่ยนสิ่งที่
คนมองว่าเป็นขยะให้กลายเป็นทรัพยากรที่มีค่าอย่างยิ่ง"