ในตอนที่แล้วก็ได้อธิบายถึงการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนกับการขับเคลื่อน ส่วนใหญ่ก็ได้เน้นถึงเครื่องยนต์ชนิดสันดาปภายในที่ใช้เชื้อเพลิงชนิดนี้ ซึ่งก็ยังเป็นปัญหาค่อนข้างมาก และก็ยังคงไม่เหมาะที่จะใช้งานโดยระดับเรา ๆ ท่าน ๆ เพราะยังมีอันตรายซ่อนเร้นอยู่อีกมาก ตลอดจนความไม่พร้อมของเชื้อเพลิงชนิดนี้ ก็นึกว่าจะยอมกันแล้ว แต่ทางกองบรรณาธิการ ยังไม่ยอม เพราะยังไม่ได้เข้าไปถึงเทคโนโลยีใหม่ที่บริษัทรถยนต์หันมาสนใจกันมากในเวลานี้ ก็คือรถยนต์ที่ใช้ระบบเซลล์เชื้อเพลิงเป็นขุมพลังงาน
จำได้ว่าเมื่องานมอเตอร์โชว์ปีที่แล้ว HONDA ได้นำรถต้นแบบที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงเป็นพลังงานมาออกแสดงในงาน แต่ก็ไม่ได้ให้รายละเอียดมากนัก แน่ ๆ ก็คือรถยนต์ที่เดินด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า และก็ได้รับกระแสไฟจากเซลล์เชื้อเพลิง ที่มีลักษณะเดียวกันกับแบตเตอรี่ ต่างกันที่ว่าแบตเตอรี่ชนิดนี้ไม่ต้องชาร์จไฟ เพียงเติมเชื้อเพลิงที่เป็นไฮโดรเจนลงไปก็เกิดกระแสไฟ สามารถใช้ขับไปไหน ๆ ได้ รถชนิดนี้จะมีน้ำหนักตัวค่อนข้างสูง คือมีมอเตอร์ขับขนาดใหญ่ มีแบตเตอรี่เซลล์เชื้อเพลิง และมีถังเก็บไฮโดรเจน นอกจากนี้จะประกอบด้วยตัวปั๊มลมและรังผึ้งระบายความร้อนออกจาก เซลล์ซึ่งมีอุณหภูมิสูงแตกต่างกัน แล้วแต่ชนิดของเซลล์เชื้อเพลิง
การทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง
เป็นการทำงานที่เปลี่ยนเชื้อเพลิงเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงที่ให้ประสิทธิภาพสูงกว่าการแปรรูปพลังงานด้วยวิชาเทอร์โมไดนามิก คือต้องเปลี่ยนเป็นพลังงานกลเสียก่อน แล้วจึงเปลี่ยนมาเป็นไฟฟ้าอีกทีหนึ่ง เครื่องยนต์ที่ใช้แปรพลังงานชนิดนี้มีประสิทธิภาพโดยรวมกันน่าจะอยู่ในระดับ 30-35% เท่านั้น ส่วนเซลล์เชื้อเพลิงในบางรูปแบบอาจเปลี่ยนพลังงานของเชื้อเพลิงไปเป็นไฟฟ้าได้ถึง 80% เพราะเป็นการแปรพลังงานทางเคมีโดยตรง
เซลล์เพลิงทุกชนิดจะให้กระแสไฟฟ้าที่ 1.16 โวลต์ต่อเซลล์ ประกอบด้วย Electrode 2 ตัว คือตัวหนึ่งบวก ตัวหนึ่งลบ และมีเคมีเป็น Electrolyte ที่จะพากระแสไฟจากขั้วหนึ่งไปอีกขั้วหนึ่ง และยังประกอบด้วย Catalyst ที่จะเร่งปฏิกิริยาของ Electrode ให้เกิดกระแสไฟฟ้ามากขึ้น
เชื้อเพลิงหลักของเซลล์เชื้อเพลิงก็คือ ไฮโดรเจน แต่ยังคงต้องการออกซิเจนเข้าไปทำปฏิกิริยา ซึ่งอาจเป็นออกซิเจนล้วน หรือจากอากาศอัดเข้าไป จากการทำปฏิกิริยาต่อกันก็ไม่เกิดมลภาวะมากนัก เพราะส่วนใหญ่ที่คายออกมาก็คือน้ำ
เซลล์เชื้อเพลิงในปัจจุบันมีอยู่หลายชนิด ที่แต่ละชนิดทำงานต่างอาการกันไป แต่โดยทั่วไป อะตอมของไฮโดรเจนจะเข้าสู่เซลล์เชื้อแพลิงทางขั้ว Anode และถูกปฏิกิริยาทางเคมี ดึง Electron ออก ทำให้ไฮโดรเจนอะตอมอยู่ในสภาวะ "Ionized" ผ่าน Electrolyte ไปยัง Cathode ที่มีออกซิเจนรอผสมกันเกิดเป็นน้ำไหลออกมา ส่วน Electron ก็จะวิ่งอยู่ภายนอกเป็นกระแสขับเคลื่อนทางไฟฟ้า แม้จะมีแรงดันโวลต์เพียงเล็กน้อย คือ 1.16 V ต่อ Cell ต้องต่อพ่วงกันหลาย ๆ เซลล์ ก็จะได้แรงดันไฟฟ้าระดับที่ต้องการได้
เซลล์เชื้อเพลิง Alkali
เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจนกับอัตราส่วนอัดเข้าไป โดยไฮโดรเจนเข้าทาง Anode ส่วนออกซิเจนเข้าทาง Cathode จะเป็น Potassium Hydroxide (KOH) ผสมน้ำ ประสิทธิภาพการทำงานอยู่ที่ประมาณ 70% และอุณหภูมิการทำงานอยู่ที่ 150? C-200 ?C เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้เคยถูกใช้ในยานอวกาศ Apollo คือใช้พลังงานไฟและน้ำดื่มกับมนุษย์อวกาศ ข้อเสียก็คือ ต้องใช้ Platinum เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้มีราคาสูง อีกทั้ง Electrolyte มีลักษณะเป็นของเหลว ที่อาจรั่วซึมได้
เซลล์เชื้อเพลิง Molten Carbonate
เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ใช้ Electrolyte ที่เป็นสารประกอบของเกลือ (Sodium หรือ Magnesium) Carbonates มีประสิทธิภาพการทำงาน 60-80% และมีอุณหภูมิการทำงานที่ 650 ?C ได้มีการสร้างเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ มีขนาดใหญ่ที่ให้ปริมาณกระแสไฟถึง 2 MW มาแล้ว แต่เนื่องจากมีอุณหภูมิการทำงานที่ค่อนข้างสูง และยังสูญเสีย Carbonate ไปตลอดเวลาที่ทำปฏิกิริยา จึงจำเป็นต้องอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อทดแทน สำหรับ Electrode ของเซลล์นี้ใช้ Nickel เป็นขั้วไฟฟ้า ซึ่งมีราคาถูกกว่าเซลล์ชนิดอื่นที่ต้องใช้ Platinum เป็นขั้ว
เซลล์เชื้อเพลิง Phosphoric Acid
ใช้น้ำกรด Phosphoric Acid เป็น Electrolyte มีประสิทธิภาพการทำงานที่ 40-80 % และอุณหภูมิการทำงานที่ 150-200?C ในระบบนี้สามารถใช้เชื้อเพลิงที่มีสารประกอบของ CO ได้ถึง 1.5% ซึ่งก็หมายถึงสามารถใช้เชื้อเพลิงเบนซินเติมลงไปได้ เพียงแต่ต้องเป็นชนิดที่ปราศจากกำมะถันโดยสิ้นเชิงเท่านั้น ขั้วไฟก็ต้องเป็น Platinum และชิ้นส่วนภายในก็ต้องทนต่อน้ำกรด จึงทำให้มีราคาสูง
เซลล์เชื้อเพลิง Proton Exchange Membrane (PEM)
เป็นเซลล์ชนิดที่ใช้ Polymer เป็นแผ่นบาง ๆ เป็นตัว Electrolyte ประสิทธิภาพประมาณ 40-50% และมีอุณหภูมิการทำงานที่ 80?C เ ป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่เหมาะสมกับการใช้งานที่บ้านหรือในรถยนต์ เพราะมีอุณหภูมิการทำงานที่ไม่สูงนัก และเป็น Electrolyte ที่จะไม่รั่วไม่ซึม แต่จะต้องใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่สะอาด และมีขั้วไฟที่ต้องทำจาก Platinum จึงทำให้มีราคาค่อนข้างสูง
เซลล์เชื้อเพลิง Solid Onside
เป็นเซลล์ที่ใช้สารประกอบของโลหะกับเซรามิก (Calcium หรือ Zirconium) เป็น Electrolyte มีประสิทธิภาพการทำงานที่ 60% และอุณหภูมิการทำงานที่ 1000?C สามารถใช้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนทั่วไปได้ โดยไม่ต้องแยกไฮโดรเจนออกมาเสียก่อนแต่เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่โตในการเปลี่ยนหลังงาน เนื่องจากความร้อนสูง ความร้อนสูญเสียมีมาก จึงอาจจะต้องเอาความร้อนนี้ไปเปลี่ยนเป็นพลังงานกลและเปลี่ยนกลับมาเป็นไฟฟ้าอีกชั้นหนึ่ง เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการทำงานดีขึ้น
จากการที่ได้ค้นคว้าหาข้อมูลจากแหล่งต่าง ๆ มานำเสนอให้ผู้อ่านได้รู้จักกับเซลล์เชื้อเพลิงที่สามารถเปลี่ยนเชื้อเพลิงเป็นไฟฟ้าได้โดยตรง ข้อดีก็มีอยู่มาก แต่เรื่องราคาก็ยังน่าจะเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานอยู่ไม่น้อย อีกทั้งแหล่งของไฮโดรเจนก็ยังไม่ชัดเจนว่าจะผลิตขึ้นได้อย่างถูก ๆ โดยวิธีใด ก็คาดว่าเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงก็คงจำเป็นสำหรับการเดินทางในอวกาศมากกว่าที่จะเป็นรถยนต์ให้เราได้ใช้ เพราะเชื้อเพลิงที่ได้มาจากแหล่งธรรมชาติใต้ผิวดินไม่ต้องทำการผลิตใด ๆ
ว่ากันตามทฤษฎีก็จะเห็นได้ว่า ธรรมชาตินี้ได้ผลิตเชื้อเพลิงล่วงหน้าไว้นับล้าน ๆ ปีมาแล้ว แม้ว่าจะมีจำนวนมากสักปานใดก็ตาม ก็คงมีวันที่จะหมดในที่สุด เวลานี้ประเทศมหาอำนาจก็ต่างเสาะแสวงหาแหล่งเชื้อเพลิงใหม่ ๆ ตามสถานที่ต่าง ๆ เมื่อพบแล้วก็ต้องหาวิธียึดซะด้วยอุบายวิธีต่าง ๆ ตามแบบฉบับนักเลง เวลานี้ระบบข้อมูลข่าวสารมันถึงกันเร็ว วิธีที่จะทำให้ชาวโลกไม่โวย ก็ต้องสร้างสถานการณ์เสียก่อน แล้วอ้างโน่นนี่ แล้วเข้าไปยึดครองเสียเพื่อสูบน้ำมัน
แหล่งพลังงานเหล่านี้ เป็นปัจจัยส่วนใหญ่สำหรับโลกในสมัยปัจจุบัน เพราะมวลมนุษย์ได้เติบโตและมีจำนวนมากเกินกว่าที่จะอยู่แบบธรรมชาติได้ อาหารและน้ำดื่มก็ต้องส่งไปไกล ๆ เพื่อผู้บริโภค โดยเฉพาะน้ำดื่ม เวลานี้มองดูแล้วน่าตกใจไม่น้อย เพราะน้ำสำหรับประเทศไทยยังมีอยู่ทั่วประเทศ ยกเว้นกรุงเทพฯ ที่น้ำฝนใช้ดื่มไม่ได้มา 20 กว่าปี เนื่องจากมลภาวะมีมากขนาดที่ฝนตกจนเกือบปลายฤดู ก็ยังมีตะกอนสีดำและมีกลิ่น ใช้ดื่มไม่ได้ แต่สำหรับต่างจังหวัด เช่น ภาคเหนือ ภาคอีสานตอนบน น้ำฝนก็ยังมีคุณภาพ ดื่มได้สบาย ก็ยังถูกน้ำดื่มใส่ขวดขนไปดื่มกินกันจากกรุงเทพฯไปตีตลาด ค่าใช้จ่ายในการขนส่งและความสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงขนาดไหน เพื่อขนสิ่งเหล่านี้ จนเกิดสภาวะเศรษฐกิจไม่พอเพียงขึ้นมา
ในฐานะที่ประเทศไทยไม่มีพลังงานเชื้อเพลิงประเภทนี้ ถึงแม้อาจมีอยู่บ้าง ก็ไม่ใช่วิสัยที่เราจะขุดมาใช้ได้เลย แม้ประเทศที่มีแหล่งน้ำมันก็ยังไม่มีเทคโนโลยีที่จะขุดเจาะเอาเองได้ ก็ยังต้องพึ่งพาประเทศมหาอำนาจเหล่านั้น จึงค่อนข้างจะเสียเปรียบ ส่วนเรื่องเชื้อเพลิงทดแทนที่ทางรัฐพยายามดิ้นรนไป เช่น พยายามผลิตแอลกอฮอล์หรือไบดีเซลมาทดแทนนั้น ต้องใช้พื้นที่เพาะปลูกมหาศาล จนให้ปลูกพืชทั้งประเทศก็ยังไม่พอเพียงกับการใช้ อีกทั้งต้นทุนการผลิตก็จะสูงจนไม่ไหว เราจึงไม่มีทางเลือกอื่น นอกจากหาทางประหยัดและใช้วิธีการขนส่งที่มีต้นทุนต่ำ เช่น การขนส่งทางน้ำหรือทางรถไฟ แทนการขนส่งด้วยรถบรรทุก โดยเฉพาะรถไฟก็เป็นการขนส่งทางบกที่ประหยัดมาก อาจเป็นเพียงหนึ่งในสิบของค่าใช้จ่ายเมื่อเทียบกับรถบรรทุก
ดังนี้ เทคโนโลยีเชื้อเพลิงทดแทน ไม่ว่าจะเป็นเซลล์เชื้อเพลิง ก๊าซชีวมวลไบโอดีเซลหรือเอทานอล ก็เป็นเพียงความหวังที่ห่างไกล สำหรับยามคับขันในอดีตในช่วงสงครามโลก ที่พวกเราส่วนมากเกิดไม่ทันนั้น พ่อแม่เล่าให้ฟังว่า เราสามารถนำถ่านหินมาหุงเอาแก๊สมาเป็นเชื้อเพลิงใส่รถวิ่งได้เหมือนกัน ก็ยังสามารถทำได้ในยุคนั้น และจำเป็นจริง ๆ ก็คงยังเอามาใช้ได้อยู่ วิธีการนี้ก็คือ ติดถ่านหินในภาชนะจนร้อนแดงได้ที่แล้วก็ผ่านไอน้ำเข้าไป ผสมรวมกับคาร์บอนมอนอกไซด์ เกิดเป็น GAS ที่มีชื่อเรียกว่า Water GAS สามารถใช้กับเครื่องเบนซินได้
ประการสุดท้ายที่ฉุกคิดได้ขึ้นมาเกี่ยวกับไฮโดรเจน ที่เราแยกออกมาได้จากแหล่งต่าง ๆ แล้วหากหลุดลอยออกจากภาชนะที่กักเก็บ แล้วลอยขึ้นฟ้าไปนั้น เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีความเบาเป็นที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหลาย ความเบานี้จะลอยไปถึงไหน ๆ ไม่เคยเห็นมีใครพูดถึง ก็มานึกเสียดายที่ไม่ได้ถามพระอาจารย์ปัญญา ซึ่งเป็นพระจริง ๆ ชาวอังกฤษ เดิมท่านชื่อ ปีเตอร์ มอร์แกน เป็นวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ ได้เข้ามาศึกษาปฏิบัติธรรมกับพระอาจารย์หลวงตามหาบัวได้ 41 ปี จึงได้ละสังขาร เข้าสู่นิพพานไป เมื่อวันที่ 18 สิงหาคม ปีที่แล้วนี้ มิฉะนั้นจะได้คำตอบที่แท้จริงมาเล่าสู่กันฟัง นี่ก็เหลือแต่เดาแล้วว่า ไฮโดรเจนที่ท่านเคยพูดให้ฟังนานแล้วว่ามีอยู่ในอวกาศทั่วไป แต่อะตอมของไฮโดรเจนจะทิ้งระยะห่างนี้ ไม่ใช่ว่าบางส่วนของไฮโดรเจนหลุดออกไปจากโลกของเราหรือ เพราะถ้าเราทำไฮโดรเจนหลุดออกไปในอวกาศเรื่อย ๆ สิ่งที่โลกจะต้องสูญเสียไปก็คือน้ำ เพราะน้ำก็คือ ไฮโดรเจนที่รวมตัวกับออกซิเจน อนาคตของโลกมิตกอยู่ในอันตรายอีกละหรือ แค่สภาวะเรือนกระจกที่เกิดจากสาร CFC Nox ก็ยังเป็นปัญหาของโลกอยู่เวลานี้
นี่ยิ่งคิดมากเดี๋ยวจะถูกกล่าวหาว่าบ้าได้ ตรงนี้เห็นมาแล้วจะขอเล่าให้ฟังนิดหน่อยนะ เมื่อครั้งหนึ่งได้ไปคุยกับคุณฉัตรชัย (ป๋าฉัตร) ได้ไปเยี่ยมญาติผู้หนึ่งที่ถูกจับส่งโรงพยาบาลบ้าในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นสถานที่รื่นรมย์ไม่น้อย เป็นสวนสวยงาม ไม่มีรั้วกั้น หากแต่อยู่ในทุ่งที่เขาปลูกสตรอเบอรี่ และอยู่ห่างจากถนนใหญ่มากสักหน่อย คิดว่าถ้าหนีก็คงหนีไม่พ้น อีกทั้งได้มีโอกาสสนทนากับผู้บ้า ก็รู้สึกว่าเขามีความสุขดี คงไม่คิดหนีด้วยซ้ำ พวกนี้จะเป็นชนิดมีความรู้ คุยรู้เรื่อง แต่จะเป็นประเภทแปลก ๆ คือไม่เหมือนทั่วไปเขาคิด เช่น มีอยู่ผู้หนึ่งมาถามผมว่า รู้ไหมใครสร้างพีระมิด? ผมก็ตอบไปว่า น่าจะเป็นพวกอียิปต์มั้ง? เขาบอกว่าไม่ใช่ เป็นพวกคนจีน แล้วก็อธิบายเสียใหญ่โต ซึ่งผมก็ต้องเออออไปด้วย เพราะไปขัดเขาอาจโมโหถูกตื๊บได้ง่าย ๆ เมื่อเป็นที่เข้าใจแล้ว เขาถามหาว่ามีบุหรี่ไหม? เป็นค่าวิชา ก็มารู้ว่า ที่นี่เขาค้าขายกันเหมือนกัน โดยการใช้บุหรี่แทนเงิน แม้จะไม่สูบเอง ก็ต้องมีไว้ใช้จ่าย จากนั้นก็เดินสำรวจไปเรื่อย ๆ ในสถานที่ เดินสวนกับใครเขาก็มักจะถามหาว่ามีบุหรี่ไหม ก็แจกกันไปรายละมวนสองมวน ทีนี้ก็มาถึงผู้หนึ่งแต่งกายในฟอร์มเสื้อขาวแบบนายแพทย์ นอนเอกเขนกอ่านหนังสือเล่มโต อยู่ที่สนามหญ้า ผมมีความรู้สึกว่า น่าจะเป็นนายแพทย์ผู้ดูแลผู้ป่วย ณ ที่นี้ ก็เลยเดินเฉียดเข้าไปใกล้ หวังจะคุยด้วยหาข้อมูลสักหน่อย ที่ไหนได้ พอเข้าใกล้เขาก็ถามมาว่า "มีบุหรี่ไหม?" เป็นอันรู้กัน แต่เมื่อแบ่งบุหรี่ให้ไปแล้ว ผมมาคิดอีกทีว่า ถ้ามันเป็นหมอโรคจิตตัวจริง มันก็คงลองทักเราดูว่า เราเป็นคนบ้าหรือเปล่า ในใจมันต้องคิดว่า อ้ายนี่ก็บ้าเหมือนกันที่แบ่งบุหรี่ให้ เอาละครับ เห็นจะต้องขอจบเรื่องนี้เสียที สวัสดีครับ .....
http://www.grandprixgroup.com/gpi/maggrandprix/detail.asp?news_id=873
