03

ทีมวิจัยมะกันได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ หรือแก๊สเรือนกระจก ให้เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ ได้มีประสิทธิภาพ 92 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสามารถนำคาร์บอนมอนอกไซด์ไปใช้พัฒนาเป็นสารเคมีที่มีประโยชน์ได้

 

งานวิจัยชิ้นนี้ของ ดร.ชี ลู, โจนาธาน โรเซ่น และ ผศ.เฟง เจียว แห่งมหาวิทยาลัยเดลาแวร์ สหรัฐอเมริกา ได้รับการเผยแพร่ในวารสารวิชาการ Nature Communications แล้ว

 

"การเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารเคมีที่มีประโยชน์เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในวงการวิจัยพลังงานหมุนเวียนและพลังงานยั่งยืน" ผศ.เฟง เจียว ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมเคมีโมเลกุลและหัวหน้าโครงการวิจัยเผย

 

ทีมวิจัยพบว่า เมื่อใช้รูพรุนเงินระดับนาโนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า ปฏิกิริยาจะถูกกระตุ้นได้ดีกว่าเงินโพลีคริสตัลไลน์ 3000 เท่า โดยโพลีคริสตัลไลน์นี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันบ่อยในการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารเคมีที่เป็นประโยชน์

 

เงินเป็นวัสดุที่มักจะถูกนำมาใช้ในการเร่งกระบวนการรีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์เพราะมีความเฉพาะเจาะจงที่สูง คือประมาณ 81 เปอร์เซ็นต์ และยังมีต้นทุนที่ต่ำเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะชนิดอื่นๆ นอกจากนี้ เงินยังเป็นสารอนินทรีย์ จึงทำให้มีคุณสมบัติที่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีการเร่งปฏิกิริยาสูง

 

เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมีตัวใหม่ที่มหาวิทยาลัยเดลาแวร์ได้พัฒนาขึ้นนี้มีพื้นที่ใหญ่และโค้งมาก คือ ใหญ่กว่าเงินโพลิคริสตัลไลน์ถึง 15-20 เท่า นักวิจัยจึงเชื่อว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวนี้น่าจะแอกทีฟกว่ามาก

 

ผศ.เจียว อธิบายว่า พื้นที่กระตุ้นที่ผิวภายในจำเป็นจะต้องเล็กกว่าศักย์ไฟฟ้าที่คาดการณ์ไว้มากๆ เพื่อที่จะได้สามารถเอาชนะ"กำแพงพลังงานกระตุ้น"ที่จำเป็นจะต้องใช้ในการผลักดันปฏิกิริยา

 

นักวิจัยบอกว่า คาร์บอนมอนอกไซด์ที่ได้สามารถนำไปใช้เพื่อป้อนให้กับอุตสาหกรรมในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ได้ และยังจะช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์จากอุตสาหกรรมได้มากถึง 40 เปอร์เซ็นต์

 

ในการทดสอบเพื่อแสดงว่าการค้นพบของพวกเขาไม่ซ้ำใครนั้น นักวิจัยได้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยารูพรุนเงินระดับนาโนนี้ เปรียบเทียบกับตัวอื่นๆ อย่างเงินโพลีคริสตันไลน์ อนุภาคเงินนาโน และท่อเงินนาโน ในกระบวนการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารอื่น

 

ผลจากการทดสอบคือ ตัวเร่งปฏิกิริยารูพรุนเงินระดับนาโนทำได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นๆเยอะมาก ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ

 

อนึ่ง การลดจำนวนคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นแก๊สเรือนกระจกที่เกิดจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลนี้เป็นสิ่งสำคัญต่อสังคมมนุษย์ โดยในช่วง 20 ปีมานี้ การเร่งปฏิกิริยารีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์ได้รับความสนใจมาก ซึ่งนักวิจัยก็เชื่อว่า เราอาจจะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากโรงงานไฟฟ้าหรือโรงงานปิโตรเคมีให้เป็นเชื้อเพลิงหรือสารเคมีที่มีประโยชน์ได้

 

"การเลือกเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์นี้เป็นเส้นทางที่อนาคตสดใสมากสำหรับการวิจัยพลังงานสะอาด แต่ในทางเทคนิค เป็นเรื่องที่ค่อนข้างยากที่จะทำให้ประสบความสำเร็จได้ เราก็หวังว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เราได้พัฒนาขึ้นมานี้จะทำให้การวิจัยทางด้านนี้ก้าวไกลมากยิ่งขึ้น" รศ.เจียวทิ้งท้าย

 

อ้างอิง: University of Delaware. (2014, January 31). New catalyst to convert greenhouse gases into chemicals. ScienceDaily. Retrieved February 2, 2014 from www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140131083250.htm

งานวิจัย: Qi Lu, Jonathan Rosen, Yang Zhou, Gregory S. Hutchings, Yannick C. Kimmel, Jingguang G. Chen, Feng Jiao. A selective and efficient electrocatalyst for carbon dioxide reductionNature Communications, 2014; 5 DOI:10.1038/ncomms4242