สามารถลดต้นทุนการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ถึงร้อยละ 40
ที่มา: บริษัทพลังงาน ACAL
ตามธรรมเนียมการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมนั้น มักจะใช้แพลทตินั่ม (ทองคำขาว) ฝังลงไปในร่องของขั้วไฟฟ้าคาร์บอน แต่การผลิตแบบใหม่ของ ACAL ได้ออกแบบโซลูชั่นที่นำธาตุโมลิบดีนั่ม (molybdenum) ที่มีต้นทุนต่ำผสมกับธาตุวานาเดียม (vanadium) ซึ่งเป็นธาตุที่ใช้ในการผลิตเหล็กอัลลอยด์ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางไฟฟ้าของการผลิตเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งวิธีดังกล่าวให้ผลดีเท่ากับการผลิตแบบดั้งเดิม แต่มีต้นทุนถูกกว่าถึงร้อยละ 40
ACAL กล่าวว่า การออกแบบของพวกเขาสามารถผลิตพลังงานที่มีความหนาแน่นมากถึง 600 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตรที่กำลังผลิต 0.6 โวลท์ อย่างไรก็ตาม นายฮูเบิร์ท แกสทีเกอร์ (Hubert Gasteiger) ศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลของมหาวิทยาลัย MIT กล่าวว่า ค่ามาตรฐานของเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ปกติส่วนใหญ่อยู่ที่ประมาณ 900 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร แต่นาย แอนดรูว์ ครีธ (Andrew Creeth) ซึ่งเป็นผู้ร่วมก่อตั้ง ACAL และเป็นหัวหน้าช่างเทคนิค กล่าวว่า หากเพิ่มความดันลงในขั้นตอนของการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงให้มากขึ้นก็น่าจะทำ ให้ความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นด้วยเช่นเดียวกัน โดยความหนาแน่นของพลังงานระบบใหม่น่าจะได้มากถึง 1.5 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร และยังกล่าวเพิ่มเติมอีกว่าการพัฒนาดังกล่าวมีความใกล้เคียงกับผลิตภัณฑ์ที่ สามารถจะวางขายในท้องตลาดได้ในเร็วๆ นี้
ปัจจุบันบริษัทได้ผลิตระบบกระแสไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ เพื่อขายเชิงพาณิชย์ให้กับกลุ่มลูกค้าของบริษัทโดยเฉพาะในต้นปีหน้า และเซลล์เชื้อเพลิงดังกล่าวจะสามารถขายให้กับท้องตลาดทั่วไปได้ภายในปี 2011 โดยบริษัทได้วางเป้าหมายการตลาดแรกด้วยการผลิตกระแสไฟฟ้าดีเซลที่ 1-10 กิโลวัตต์ จากนั้นจึงค่อยขยายให้มีการประยุกต์ใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้น อาทิ การใช้ไฟฟ้าตามบ้านและรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า เป็นต้น
ทองคำขาวที่บรรจุอยู่ในเยื่อโพลิเมอร์ของเซลล์เชื้อ เพลิงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า เนื่องจากความสามารถในการแตกไฮโดรเจนเป็นประจุอิออนบวก และผสมกับออกซิเจนในรูปของน้ำหล่อเย็นที่ขั้วลบ แต่สำหรับสามปีที่ผ่านมาทองคำขาวก็มีปริมาณการผลิตที่จำกัดและมีต้นทุน เฉลี่ย 1,200 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อออนซ์ นายดักลาส แม็คฟาร์เลน (Douglas MacFarlane) ศาสตราจารย์ด้านวิชาเคมีของมหาวิทยาลัยโมนาช ประเทศออสเตรเลีย กล่าวว่า “ในอนาคตราคาของทองคำขาวจะพุ่งขึ้นสูงมากหากยังคงนำมาใช้เป็นวัตถุดิบผลิต เซลล์เชื้อเพลิงแบบเดิม จึงควรมีการพัฒนาการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงทางเลือกใหม่ๆ เพื่อทดแทน” “การผลิตเซลล์เชื้อเพลิงใช้ทองคำขาวประมาณ 0.5 กรัมต่อการสร้างกระแสไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ แต่ในระยะยาวบริษัทมีเป้าหมายที่จะลดการใช้ทองคำขาวลงเหลือ 0.2 กรัมต่อการสร้างกระแสไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์” นายแกสทีเกอร์ กล่าวเพิ่มเติม
ปัจจุบันได้มีนักวิจัยจำนวนมากที่แข่งขันกันคิดค้น วิธีเพื่อลดปริมาณการใช้ทองคำขาวหรือไม่ใช้เลยเพื่อผลิตเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งการใช้โลหะอื่นที่มีต้นทุนถูกกว่ามักเป็นทางเลือกที่พบได้บ่อยๆ ยกตัวอย่างเช่น การใช้เหล็กเป็นตัวหลักในการเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าและใช้การผสมทองคำขาวกับ แพลเลเดียม (palladium) เป็นตัวเสริม แม็คฟาร์เลน ได้คิดค้นเยื่อโพลิเมอร์ที่มีรูพรุนเพื่อเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า ขณะที่นักวิจัยบริษัทไดฮัตสุของญี่ปุ่นและมหาวิทยาลัยวูฮันของจีนคิดค้นการ ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์ ซึ่งใช้วิธีให้อิออนที่เป็นด่างทำปฏิกิริยากับอิออนที่เป็นกรด การออกแบบเหล่านี้ทำงานได้ดีกับตัวเร่งปฏิกิริยาราคาถูกเช่นนิกเกิล และไม่จำเป็นต้องใช้โลหะมีค่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ทางเลือกทั้งหมดนี้ก็ย้อนกลับไปสู่จุดเริ่ม คือ การผลิตเซลล์เชื้อเพลิงที่มีศักย์พลังงานไฟฟ้าต่ำและความเสถียรของการส่ง ไฟฟ้าจะลดต่ำลงเมื่อเวลาผ่านไปไม่นาน อย่างไรก็ตาม ตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าของบริษัท ACAL อยู่บนพื้นฐานของการผสมโลหะโมลิบดีนั่มและวานาเดียมที่มีต้นทุนต่ำ ลงไปในเยื่อบุโพลิเมอร์ของเซลล์เชื้อเพลิง และให้สัมผัสโดยตรงกับของเหลวที่มีประจุอิออนลบ ซึ่งได้ผลเท่ากับการใช้ทองคำขาวประมาณร้อยละ 80 ในการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม
ครีธกล่าววว่า จากการทดสอบของบริษัทกว่า 1,500 ชั่วโมงพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใหม่นี้มีความเสถียรและสามารถทนทานต่อสภาพ ความเป็นกรดในเซลล์เชื้อเพลิงได้เป็นอย่างดี อีกทั้ง เป็นประโยชน์อย่างมากต่อการลดต้นทุนการผลิต ขณะที่การผลิตแบบดั้งเดิมติดอยู่กับความจำเป็นที่ต้องทำให้เซลล์เชื้อเพลิง เย็นตัวด้วยของเหลวหรืออากาศ และมันยังต้องการระบบที่ต้องทำให้เยื่อภายในเซลล์เชื้อเพลิงมีความชื้นอยู่ ตลอดเวลาเพื่อเป็นการกระตุ้นปฏิกิริยาทางไฟฟ้าของของเหลว “ดังนั้นเราจึงเชื่อว่าการผลิตของเราเป็นรูปแบบที่ดีที่สุดในทางเลือกที่จะ ไม่ใช้ทองคำขาว” ครีธกล่าว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น