นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้พัฒนาระบบที่สามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกและก๊าซเรือนกระจกให้เป็นเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนและผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าอื่นๆ โดยใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์เท่านั้น
ระบบนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ไม่เหมือนใคร โดยเป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์เพียงเครื่องเดียวที่สามารถเปลี่ยนของเสีย 2 สายให้เป็นผลิตภัณฑ์เคมี 2 ชนิดได้ในเวลาเดียวกัน
เครื่องปฏิกรณ์เปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) และพลาสติกให้เป็นเชื้อเพลิงที่ยั่งยืน ซึ่งมีประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ในระหว่างขั้นตอนการทดสอบ CO 2ถูกแปลงเป็นซินแก๊ส ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับเชื้อเพลิงเหลวที่ยั่งยืน นอกจากนี้ขวดพลาสติกยังถูกเปลี่ยนเป็นกรดไกลโคลิกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ระบบสามารถปรับได้อย่างง่ายดายเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดยการเปลี่ยนประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์
การแปลงสารอันตรายเหล่านี้ ซึ่งเป็นภัยคุกคามที่ใหญ่ที่สุด 2 ประการที่โลกธรรมชาติต้องเผชิญ ให้เป็นเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยนผ่านไปสู่เศรษฐกิจหมุนเวียนที่ยั่งยืนมากขึ้น ผลการศึกษาได้รับการรายงานในวารสารNature Synthesis
รวมเทคโนโลยีการรีไซเคิลไว้ในกระบวนการเดียว
ศาสตราจารย์ Erwin Reisner จาก Yusuf Hamied Department of Chemistry และผู้เขียนอาวุโสของหนังสือพิมพ์กล่าวว่า “การเปลี่ยนของเสียเป็นเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นเป้าหมายหลักของการวิจัยของเรา “มลพิษจากพลาสติกเป็นปัญหาใหญ่ทั่วโลก และบ่อยครั้ง พลาสติกจำนวนมากที่เราทิ้งลงในถังขยะรีไซเคิลถูกเผาหรือจบลงด้วยการฝังกลบ”
Reisner ยังเป็นผู้นำของ Cambridge Circular Plastics Center (CirPlas)ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อกำจัดขยะพลาสติกโดยการรวมความคิดท้องฟ้าสีฟ้าเข้ากับมาตรการที่ใช้ได้จริง
เทคโนโลยีการรีไซเคิลทางเลือกที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ยังถือเป็นคำมั่นสัญญาในการจัดการกับมลพิษพลาสติกและเพื่อลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ พวกเขายังไม่ได้รวมกันเป็นกระบวนการเดียว
“เทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถช่วยจัดการกับมลภาวะจากพลาสติกและก๊าซเรือนกระจกได้ในเวลาเดียวกัน อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมในการพัฒนาเศรษฐกิจหมุนเวียน” สุภาจิต ภัททาชาร์จี ผู้เขียนร่วมคนแรกของหนังสือพิมพ์ให้ความเห็น
Dr Motiar Rahaman ผู้เขียนร่วมคนแรกอีกคนกล่าวเสริมว่า: “เรายังต้องการบางอย่างที่ปรับแต่งได้ เพื่อให้คุณทำการเปลี่ยนแปลงได้อย่างง่ายดายขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่คุณต้องการ”
เพื่อแก้ไขข้อกังวลเหล่านี้ ทีมงานได้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์แบบผสมผสานที่มีสองช่องแยกกันเพื่อสร้างเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนแยกกันสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เครื่องปฏิกรณ์ใช้ตัวดูดซับแสงจากเพอร์รอฟสไกต์ ซึ่งเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นซิลิคอนสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นต่อไป
อะไรทำให้ระบบนี้แตกต่างจากการออกแบบก่อนหน้านี้
ทีมงานได้ออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ซึ่งรวมเข้ากับตัวดูดซับแสง โดยการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์สุดท้ายยังคงสามารถเปลี่ยนได้
การทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันปกติแสดงให้เห็นว่าสามารถเปลี่ยนขวดพลาสติก PET และ CO 2เป็นเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น CO, syngas หรือฟอร์เมต รวมถึงกรดไกลโคลิก
เครื่องปฏิกรณ์ที่พัฒนาโดยเคมบริดจ์ผลิตเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนเหล่านี้ในอัตราที่สูงกว่ากระบวนการลด CO 2 แบบโฟโตคะตาไลติกแบบเดิมมาก
“โดยทั่วไป การแปลง CO 2 ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก แต่ด้วยระบบของเรา โดยพื้นฐานแล้ว คุณเพียงแค่ฉายแสงไปที่มัน และมันจะเริ่มเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตรายให้เป็นสิ่งที่มีประโยชน์และยั่งยืน” ราฮามานอธิบาย “ก่อนที่จะมีระบบนี้ เราไม่มีสิ่งใดที่สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีประสิทธิผล”
“สิ่งที่พิเศษมากเกี่ยวกับระบบนี้คือความสามารถรอบด้านและความสามารถในการปรับแต่ง – เรากำลังสร้างโมเลกุลที่มีคาร์บอนค่อนข้างธรรมดาอยู่ในขณะนี้ แต่ในอนาคต เราอาจปรับแต่งระบบเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เพียงแค่เปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยา ” Bhattacharjee กล่าวเสริม
จัดการกับวิกฤตสภาพภูมิอากาศด้วยเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนซึ่งผลิตโดยเครื่องปฏิกรณ์
Reisner และทีมงานของเขาเพิ่งได้รับเงินทุนใหม่จาก European Research Council เพื่อช่วยในการพัฒนาเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนผ่านเครื่องปฏิกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ ในอีกห้าปีข้างหน้า พวกเขาตั้งเป้าที่จะพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์เพื่อผลิตโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น
จากข้อมูลของนักวิจัย เทคนิคที่คล้ายคลึงกันนี้อาจถูกนำมาใช้ในการพัฒนาโรงงานรีไซเคิลที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในสักวันหนึ่ง
“การพัฒนาเศรษฐกิจหมุนเวียนโดยที่เราสร้างเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์และยั่งยืนจากของเสีย แทนที่จะทิ้งลงหลุมฝังกลบนั้นมีความสำคัญ หากเราจะจัดการกับวิกฤตสภาพอากาศอย่างมีความหมายและปกป้องโลกธรรมชาติ” Reisner กล่าวสรุป “และการขับเคลื่อนโซลูชันเหล่านี้โดยใช้แสงอาทิตย์หมายความว่าเรากำลังดำเนินการอย่างสะอาดหมดจดและยั่งยืน”
การวิจัยได้รับการสนับสนุนบางส่วนจากสหภาพยุโรป สภาวิจัยแห่งยุโรป Cambridge Trust, Hermann และ Marianne Straniak Stiftung และสภาวิจัยด้านวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์กายภาพ (EPSRC) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยและนวัตกรรมแห่งสหราชอาณาจักร (UKRI)
ข่าวอื่นที่น่าสนใจ
ผู้ว่ากทม.เอาจริง! เร่งแก้ต้นตอปัญหาฝุ่น PM2.5
https://www.thaiquote.org/content/249222
WHO เรียกร้องให้ผู้เดินทางสวมหน้ากากอนามัย ขณะที่โควิดสายพันธุ์ใหม่กำลังแพร่ระบาด
https://www.thaiquote.org/content/249218
ผู้บุกเบิกแห่งเบลฟัสต์เหินเหนือผืนน้ำ เงียบและราบเรียบ ทิ้งความตื่นตัวเล็กน้อยไว้เบื้องหลัง
https://www.thaiquote.org/content/249215
