หน่วยต้นแบบเชื้อเพลิงแบบท่อ 1kW ผลิตไฟฟ้าเมื่อใช้งานในบ้าน/ชุมชน
จาก Thailand Science and Technology Wikipedia
เนื้อหา |
หน่วยงานเจ้าของผลงาน
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
ชื่อของผลงาน
หน่วยต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงแบบท่อ 1kW ผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้งานในบ้าน/ชุมชน
สาขาของผลงาน
พลังงานทางเลือก
ผู้ผลิตผลงาน
หัวหน้าโครงการ : ดร.ภาวดี อังค์วัฒนะ pavadeea@mtec.or.th ดร.ดวงเดือน อาจองค์ ดร.จรัสพร มงคลขจิต สุดา วรรณกิตติ ปัตมาภรณ์ ธิมากุล โกวิท เลิศวิทยานนท์ (CU) ดร.ดรุณี วัฒนศิริเวช ดร.สุธี วัฒนศิริเวช (ม.แม่ฟ้าฟลวง) ดร.สิริวัชร์ ฉิมพาลี (U.of S. Carolina, U.S.A) ชาตรี วัจฉะญาณ (HyGen Power Co.Ltd.) Mr. Mark Henson และ Dr. Matthew Hills (Henson Ceramics, U.K.)
รายละเอียดผลงาน
ในสภาวะปัจจุบันที่วิกฤตพลังงานขาดแคลนและภาวะโลกร้อนเข้ามามีบทบาทสำคัญอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในชีวิตประจำวันของเราทุกคนและไม่ใช่เรื่องไกลตัว และ รอได้อีกต่อไป เอ็มเทคเล็งเห็นความสำคัญของการแสวงหาพลังงานรูปแบบใหม่ในการผลิตไฟฟ้าเพื่อให้ใช้งานได้ทั้งในบ้านและชุมชนโดยไม่ก่อให้เกิดสภาวะเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมใด จึงดำเนินโครงการวิจัยและพัฒนาหน่วยต้นแบบ 1kW ผลิตไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในบ้านเรือน/ชุมชนในระหว่างปี 2549-2551 โดยมีเป้าหมายหลักเพื่อสร้างต้นแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กไม่เกิน 3 kW โดยอาศัยปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า เป็นการเปลี่ยนพลังงานเคมีจากปฏิกิริยาของก๊าซเชื้อเพลิงให้ป็นพลังงานไฮโดรเจน (ก๊าซเชื้อเพลิง) และก๊าซออกซิเจนจากอากาศและยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องมีการชาร์ตใหม่ ตราบเท่าที่มีก๊าซเชื้อเพลิงและอากาศ ก็จะทำให้เรามีไฟฟ้าใช้ได้ตลอดเวลา ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้าสำหรับบ้านเรือน แหล่งที่อยู่อาศัย ชุมชนขนาดเล็กที่ห่างไกลจากโรงงานไฟฟ้า โครงการวิจัยนี้ได้ประสบความสำเร็จในการสร้างและทดสอบหน่วยต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้า 1kW และมีเทคโนโลยีเซรามิกส์ขั้นสูงในการขึ้นรูปและประกอบสแต็กเซลล์เชื้อเพลิงได้เองในประเทศ ทั้งนี้ กระบวนการผลิตและขึ้นรูปองค์ประกอบต่างๆของเซลล์เชื้อเพลิง เช่น วัสดุอิเล็กโตรไลต์ ขั้วไฟฟ้า อาโนดและคาโทด ในอนาคตจะสามารถทำการผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้จากบริษัทร่วมทุน ATCeramics Limited ซึ่งเป็นบริษัทที่จะ spin-off จาก สวทช. ร่วมกับบริษัทเอกชนอีก 2 แห่งในประเทศไทยและอังกฤษโดยจะเริ่มดำเนินการผลิตผลิตภัณฑ์แอ็ดวานซ์เซรามิกส์ประเภทต่างๆ รวมทั้งเซลล์เชื้อเพลิงภายในปี 2552 นี้
หลักการของเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์ของแข็งที่อาศัยปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีดังแสดงในภาพที่ 2 โดยเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะแตกตัวเป็นไฮไดรเจรไอออน กับอิเล็กตรอนที่ขั้วอาโนดและออกซิเจนจากอากาศจะจับไฮโดรเจนไอออนที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์มายังคาโทดทำให้เกิดน้ำและอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจะไหลเวียนในระบบปฏิกิริยาที่ขั้วอิเล็กโตรด แสดงได้ดังต่อไปนี้ คาโทด : 1/2O2+2e- → O2- อาโนด : H2+O2- → H2O + 2e- ปฏิกิริยารวม : 1/2O2 + H2 → H2O จากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีข้างต้นทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าและผลพลอยได้คือน้ำและความร้อนเท่านั้นจึงไม่เกิดผลกระทบทางด้านมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม
ประโยชน์ของผลงาน
เพิ่มทางเลือกใหม่ในการจัดหาแหล่งพลังงานทดแทน นอกเหนือจากแหล่งพลังงานที่มีอยู่อย่างจำกัด ทำให้เกิดความมั่นคงทางด้านพลังงานแก่ประเทศชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งชุดสาธิตอุปกรณ์การผลิตไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิงแบบท่อมีประสิทธิภาพสูงกว่าพลังงานรูปแบบอื่น ช่วยลดปัญหาด้านมลภาวะทางอากาศ น้ำ รวมถึง green house effect เพื่อรักษาสิ่งแวดล้อม เป็นการสร้างแหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อทำให้ท้องถิ่นห่างไกลมีมาตรฐานการครองชีพและคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น สร้างความเท่าเทียมกันในสังคม ตลอดจนทำให้มีความต้องการทางอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องในการผลิตอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในหน่วยผลิตไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิงนี้ขึ้นในประเทศไทย นอกจากนั้นยังได้มีการเผยแพร่ ถ่ายทอดองค์ความรู้ในรูปบทความตีพิมพ์ และการบรรยายต่างๆ และยังเป็นการร่วมมือกันระหว่างภาครัฐ ภาคเอกชนภายในและต่างประเทศ ซึ่งเป็นการสร้างการยอมรับจากภาคอุตสาหกรรมภายในประเทศอีกด้วย
การจำแนกการนำไปใช้ประโยชน์
อุตสาหกรรม : การผลิต
- การพัฒนาคุณภาพผลผลิต
- การแก้ปัญหาจากการผลิต (มลภาวะจากกระบวนการผลิต)
อ้างอิง
กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.(2552).30 ปี แคตตาล็อกผลงานเด่นกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.กรุงเทพฯ : กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
