ส.แสงไฮโดรเจนเซอร์วิสพิจิตร :รับติดตั้งรถพลังงานน้ำ ใช้น้ำสะอาดทั่วไป ไม่ผสมสารเคมี

               เขียนโดย....HYDRO1

ความแตกต่างระหว่างก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas Vehicles: NGV)
และก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas: LPG)

ก๊าซธรรมชาติ (NGV) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งมีองค์ประกอบของก๊าซมีเทน (Methane) เป็น ส่วนใหญ่ จึงเป็นก๊าซที่มีน้ำหนักเบากว่าอากาศ การขนส่งไปยังผู้ใช้จะขนส่งผ่านทางท่อในรูปก๊าซภายใต้ ความดันสูง จึงไม่เหมาะสำหรับการขนส่งไกลๆ หรืออาจบรรจุใส่ถังในรูปก๊าซธรรมชาติอัดโดยใช้ความดันสูง หรือที่เรียกว่า CNG แต่ปัจจุบันมีการส่งก๊าซธรรมชาติในรูปของเหลวโดยทำก๊าซให้เย็นลงถึง –160 องศา เซลเซียส จะได้ของเหลวที่เรียกว่า Liquefied Natural Gas หรือ LNG ซึ่งสามารถขนส่งทางเรือไปที่ไกลๆ ได้ และเมื่อถึงปลายทางก่อนนำมาใช้ก็จะทำให้ของเหลวเปลี่ยนสถานะกลับเป็นก๊าซ อย่างเดิม ก๊าซธรรมชาติมีค่า ออกเทนสูงถึง 120 RON จึงสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานยนต์ได้

ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ซึ่งมีองค์ประกอบของก๊าซโพรเพน (Propane) เป็นส่วนใหญ่ จึงเป็นก๊าซที่หนักกว่าอากาศ โดยตัว LPG เองไม่มีสี ไม่มีกลิ่นเช่นเดียวกับก๊าซธรรมชาติ แต่เนื่องจากเป็นก๊าซที่หนักกว่าอากาศจึงมีการสะสมและลุกไหม้ได้ง่าย ดังนั้น จึงมีข้อกำหนดให้เติมสารมีกลิ่น เพื่อเป็นการเตือนภัยหากเกิดการรั่วไหล LPG ส่วนใหญ่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนและกิจการอุตสาหกรรม โดยบรรจุเป็นของเหลวใส่ถังที่ทนความดันเพื่อให้ขนถ่ายง่าย นอกจากนี้ ยังนิยมใช้แทนน้ำมันเบนซินในรถยนต์ เนื่องจากราคาถูกกว่า และมีค่าออกเทนสูงถึง 105 RON

หมายเหตุ
1. ค่าออกเทน (Octane number) หมายถึง หน่วยการวัดความสามารถ ในการต้านทานการน็อคของเครื่องยนต์
2. RON (Research Octane Number) เป็นค่าออกเทนที่มีประสิทธิภาพต่อต้านการน็อคในเครื่องยนต์หลายสูบ ที่ทำงานอยู่ในรอบของช่วงหมุนต่ำ โดยใช้เครื่องยนต์ทดสอบมาตรฐานภายใต้สภาวะมาตรฐาน 600 รอบ ต่อนาที
3. MON (Motor Octane Number) เป็นค่าออกเทนที่มีประสิทธิภาพต่อต้านการน็อคในเครื่องยนต์หลายสูบ ในขณะทำงานที่รอบสูง โดยใช้เครื่องยนต์ทดสอบมาตรฐานภายใต้สภาวะมาตรฐาน 900 รอบต่อนาที
ที่มา ปตท.

                คุณสมบัติของไฮโดรเจน
        ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบของน้ำที่เป็นปัจจัยที่สำคัญมากที่สุดของสิ่งมีชีวิตบนโลก เป็นโมเลกุลมีทั่วไปตามธรรมชาติ บรรยากาศในโลกมีก็าซไฮโดรเจนประมาณ 0.1 ppm. มีความแข็งแรงในการยึดโมเลกุล เท่ากับ 436 kJ/mol (104 kcal/mol) ดังนั้น เมื่อต้องการให้ไฮโดรเจนโมเลกุลทำปฏิกิริยาจึงต้องใช้พลังงานเพื่อทำลายความแข็งแรงในการยึดโมเลกุลดังกล่าว เช่น เพิ่มอุณหภูมิใช้สารเร่งปฏิกิริยา เป็นต้น ไฮโดรเจนอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียส์ อยู่กลางภายในนิวเคลียส์ ประกอบด้วยโปรตอน และนิวตรอน และมีอิเลคตรอนวิ่งรอบนอกเหมือนธาตุอื่นๆ ไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทปขึ้นกับจำนวนโปรตอน และจำนวนนิวตรอนที่ต่างกันดังนี้  

1. ไฮโดรเจน (Hydrogen)มีจำนวนโปรตอน 1 โปรตอน จำนวน 1 นิวตรอนมีน้ำหนักฮะตอม เท่ากับ 1.0078
2. ดิวเทอเรียม(Deuterium)มีจำนวนโปรตอน 2 โปรตอน จำนวน 1 นิวตรอนมีน้ำหนักฮะตอม เท่ากับ 2.0141
3. ตริเที่ยม (Tritium)มีจำนวนโปรตอน 3 โปรตอน จำนวน 1 นิวตรอนมีน้ำหนักฮะตอม เท่ากับ 3.0161

ลักษณะทั่วไปของไฮโดรเจนทั้ง 3 สถานะไฮโดรเจนที่เป็นของแข็ง ไม่มีสี โครงสร้างผลึก 6 เหลี่ยม MolarVolume = 22.56 cm3/mol ไฮโดรเจนที่เป็นของเหลวไม่มีสี ค่า Viscosity ต่ำ เคลื่อนที่ได้เร็ว ไฮโดรเจนที่เป็นก๊าซ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่นไม่เป็นพิษ    ก๊าซไฮโดรเจน 1 ลิตร มีมวล 0.0898 กรัม

เทคโนโลยีในการผลิตก๊าซไฮโดรเจน

ใน ปัจจุบันก๊าซไฮโดรเจนผลิตได้จากวัตถุดิบสองแหล่งหลัก คือ เชื้อเพลิง

ฟอสซิล จําพวกก๊าซธรรมชาติ ถ่านน้ำมัน และเชื้อเพลิงจากพลังงานหมุนเวียน เช่น ชีวมวล และน้ำ เทคโนโลยีในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนแบ่งได้ เป็น 3 เทคโนโลยีหลัก ได้แก่ Thermal Processes, Photolytic Processes และ Electrolytic Processes ดังนี้
Thermal Process   เป็นการใช้ความ ร้อนกับแหล่งพลังงาน เช่น ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน ชีวมวล เชื้อเพลิงเหลว เป็นต้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจน เช่น Reforming Gasification Partial Oxidation High-temperature Water Splitting
Photolytic Process  หรือ Biophotolysis เป็นการใช้พลังงานแสงเพื่อแยกน้ำเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน เช่น Photobiological Water Splitting Photoelectrochemical Water Splitting ปัจจุบันการผลิตก๊าซไฮโดรเจนในเชิงพาณิชย์จะผลิตจากก๊าซธรรมชาติโดยวิธี Strean Reforming เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ถูกที่สุด

Electrolytic Process  เป็น การใช้ไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศแต่ขึ้นกับแหล่งในการ ผลิตกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างของแหล่งในการผลิตกระแสไฟฟ้า ได้แก่ พลังงานทดแทนหรือพลังงานหมุนเวียน (Renewable sources) และ นิวเคลียร์

การผลิตก๊าซไฮโดรเจน ด้วยกระบวนการ "Electrolysis

ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่เบาที่สุด และเป็นองค์ประกอบของน้ำ ที่เป็นปัจจัยสำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิตบนโลก น้ำมีองค์ประกอบอยู่ในรูป H2O กล่าวคือ ไฮโดรเจน (H) 2 ส่วน และออกซิเจน (O) 1 ส่วน  ซึ่งเราสามารถแยกก๊าซ OxygenO   และ Hydrogen H จากน้ำด้วยไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากกระบวนการที่เรียกว่า "Electrolysis" ซึ่งคุณสมบัติของก๊าซที่ได้สามารถจุดติดไฟได้  โดยก๊าซไฮโดรเจน (Hydrogen) เป็นก๊าซติดไฟ ไวไฟ ส่วนออกซิเจน(Oxygen) เป็นก๊าซช่วยให้ไฟติด โดยก๊าซที่ได้จากการแยก เราสามารถนำมาใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ (ICE) ด้วยการจ่ายร่วมไปกับไอดีที่เครื่องยนต์ดึง เข้าสู่ห้องเผาไหม้ ซึ่งจะเข้าไปเสริมการเผาไหม้ให้สมบูรณ์มากยิ่งขึ้น 

(Electrolysis) คือ กระบวนการผ่านกระแสไฟฟ้า (D.C.) จากภายนอกเข้าไปในสารละลาย อิเล็กโทรไลต์ แล้วทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเกิดการแยกตัวของสสาร เครื่องมือที่ใช้แยกสารละลายด้วยไฟฟ้าเรียกว่า เซลล์อิเล็กโทรไลต์ หรืออิเล็กโทรลิติกเซลล์ ประกอบด้วย ขั้วไฟฟ้า ภาชนะบรรจุสารละลายอิเล็กโทรไลต์ และเครื่องกำเนิดกระแสตรง (D.C) เช่น เซลล์ไฟฟ้า หรือ แบตเตอรี่
 
          ขั้วไฟฟ้า(Electrode) คือ แผ่นตัวนำที่จุ่มในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ แล้วต่อกับเซลล์ไฟฟ้า หรือแบตเตอรี่ แบ่งเป็นแอโนด และ แคโทด
สารละลายอิเล็กโทรไลต์ คือ สารละลายที่นำไฟฟ้าได้ เพราะมี Ion (+) และ Ion(-)   โดย Ion (+) วิ่งไปรับอิเล็กตรอนที่ขั้วลบ เกิดปฏิกิริยารีดักชัน (Reduction) จึงเรียกขั้วลบว่า แคโทด และเรียกไอออนบวกว่า แคตไอออน (Cathion) ส่วน Ion (-) วิ่งไปให้ e- ที่ขั้วบวกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation) เรียก ว่า แอโนด และ เรียก Ion (-) ว่า แอนไอออน (Anion)   ดังนั้น ที่ Anode มี Anion คือ ไอออนลบ และที่ Cathode มี Cathion คือ Ion บวก   Anode (oxidation) ตรงกับขั้วบวก และ Cathode (Reduction) ตรงกับขั้วลบ

                   ***********

              อยู่ระหว่างการปรุบปรุงข้อมูลเพิ่มเติม