พลังงานไฮโดรเจนจากน้ำด้วยแสงอาทิตย์และตัวเร่งปฏิกิริยา: ปฏิก

ลำดับตอนที่ #2 : แนวคิดเกี่ยวกับการแยกโมเลกุลน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจน

แนวความคิดของกระบวนการแยกโมเลกุลน้ำ (Water splitting reaction) เพื่อผลิตพลังงานไฮโดรเจน ได้ถูกพัฒนาขึ้นเนื่องมาจากความมั่นใจที่ว่า กระบวนการนี้สามารถเป็นแหล่งของพลังงานไฮโดรเจนที่ยั่งยืน (Sustainable energy) แหล่งของสารตั้งต้นที่นำมาใช้ในการผลิตพลังงานในกระบวนการนี้ซึ่งได้แก่ แหล่งน้ำ ก็เป็นแหล่งพลังงานที่สามารถหาได้อย่างไม่จำกัด นอกจากนี้พลังงานไฮโดรเจนที่ผลิตได้จากกระบวนการนี้ก็ไม่มีสารผลิตภัณฑ์อื่นที่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเจอปนอีกด้วย

แต่เนื่องจากปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ดูดความร้อนสูงเพื่อใช้ในการผลิตไฮโดรเจน แหล่งของพลังงานความร้อนในอุดมคติที่สามารถจะนำมาใช้งานได้ต้องเป็นแหล่งที่สามารถหาได้ในปริมาณมากเพียงพอและไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งของพลังงานที่สามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ (Renewable resource) มีความเหมาะสมเป็นอย่างมากสำหรับนำมาใช้งานในกระบวนแยกโมเลกุลน้ำนี้ นอกจากนี้การนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในการผลิตพลังงานไฮโดรเจนจากกระบวนการแยกโมเลกุลน้ำ ยังเป็นวิธีการที่น่าสนใจเป็นอย่างมากในมุมมองของการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี

รูปที่ 3 แนวความคิดในการแยกโมเลกุลน้ำด้วยแสงอาทิตย์และสารกึ่งตัวนำเพื่อผลิตพลังงานไฮโดรเจน

(ที่มา: http://www2.slac.stanford.edu/tip/2003/mar21/hydrogen.htm )

นับจากอดีตจนถึงปัจจุบันนี้ ได้มีการพัฒนาระบบทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการดูดซับพลังงานรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์โดยสารเคมีที่เราเรียกกันว่าสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ซึ่งทำให้เกิดการเหนี่ยวนำให้เกิดปฏิกิริยาที่สามารถแยกโมเลกุลน้ำขึ้นได้ กระบวนบวนการผลิตไฮโดรเจนด้วยวิธีดังกล่าวโดยใช้สารกึ่งตัวนำทั้งแบบโลหะเดี่ยวและโลหะผสมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยานี้ มีข้อดีหลายประการได้แก่ ประหยัดค่าใช้จ่าย, ทนทานต่อการเสื่อมสภาพ, ไม่มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม, และสามารถดำเนินการได้อย่างปลอดภัย