พบกับดิฉันต่อในบทความที่แปดแล้วนะคะ
คราวที่แล้วดิฉันติดค้างท่านผู้อ่านเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิง
ก่อนเข้าสู่เซลล์เชื้อเพลิงผมขอเกริ่นเกี่ยวกับน้ำก่อนนะคะ
เพราะเกี่ยวเนื่องโดยตรงกับเซลล์เชื้อเพลิงคะ
น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกชีวิตบนโลก
ทุกชีวิตจริงๆนะคะ คนทุกคน สัตว์ทุกตัว
ทั้งเล็กจนมองไม่เห็นกระทั่งใหญ่เท่าบ้านอย่างปลาวาฬ
รวมถึงต้นไม้ทุกต้นในโลก ทุกชีวิตต้องการน้ำ
น้ำประกอบขึ้นจากโมเลกุลไฮโดรเจน(H) รวมกับ โมเลกุลของออกซิเจน(O)
โดยมีสัดส่วนไฮโดรเจนสองอะตอมต่อออกซิเจนหนึ่งอะตอม
เราจึงเขียนสัญลักษณ์ทางเคมีแทนน้ำด้วย H2O
และสำหรับก๊าซไฮโดรเจนก็คือการรวมกันของสองอะตอมไฮโดรเจน(H+)
ก๊าซไฮโดรเจนหนึ่งโมเลกุลจึงเขียนแทนด้วย H2
ธาตุอีกชนิดที่สำคัญกับการมีชีวิตอยู่ของเราก็คือออกซิเจนคะ (O2)
ในอากาศที่เราอาศัยอยู่นี้ประกอบด้วยออกซิเจนประมาณ 20-21% คะ
หากเรานำไฮโดรเจนและออกซิเจนในอากาศมารวมกัน
สิ่งที่ได้คือน้ำและความร้อนครับ ดังปฏิกิริยา
2H2 + O2 --> 2 H2 O + energy (heat)
[(ไฮโดรเจน) + (ออกซิเจน)] = [(น้ำ) + (ความร้อน)]
ความร้อนก็คือพลังงานรูปหนึ่ง แต่ใช่ว่าเราต้องการความร้อนจากไฮโดรเจน
เราอยากได้อะไรก็ตามที่สามารถหมุนล้อรถยนต์ของเราได้โดยไม่ต้องพึ่งน้ำมัน
เราต้องการไฟฟ้าใช้โดยไม่ต้องพึ่งน้ำมัน
เราต้องการพลังงานกลและพลังงานไฟฟ้าสำหรับรถยนต์และบ้านเรือนครับ
เราไม่ได้ต้องการพลังงานความร้อนคะ
ดังนั้นหากเรานำก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตได้ไปใช้แทนน้ำมันในรถยนต์
แน่นอนครับเราได้พลังงานกลจากแรงระเบิดที่เกิดจากการเผาไหม้
ภายในกระบอกสูบแล้วผลักลูกสูบให้เคลื่อนหมุนเพลาและล้อ
ตามปฏิกิริยาการเผาไหม้ข้างต้นครับ แต่นอกจากพลังงานกลแล้ว
เรายังได้ความร้อนด้วยครับแต่ความร้อนที่ได้นี้เป็นความสูญเสียคะ
เพราะเราไม่ได้ต้องการนำความร้อนไปใช้คะ
จึงได้มีไอเดียนำเซลล์เชื้อเพลิงมาใช้เป็นต้นกำลังแทนเครื่องยนต์คะ
ซึ่งเซลล์เชื้อเพลิงสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องมีการเผาไหม้คะ
แล้วเราก็นำพลังงานไฟฟ้าที่ได้นี้ไปแปลงเป็นพลังงานกลต่อไงคะ
เซลล์เชื้อเพลิงให้ประสิทธิภาพสูงมากครับตั้งแต่ 50% ถึง 90% เลยนะคะ ทั้งนี้ขึ้นกับชนิดของเซลล์เชื้อเพลิงคะ
ขณะที่เครื่องยนต์ที่เราใช้ทุกวันนี้มีประสิทธิภาพเพียง 10-30% เท่านั้นเองคะ !
หมายถึงพลังงานในน้ำมัน 100 หน่วย เครื่องยนต์แปลงออกมาให้เราใช้จริง
แค่ 10-30 หน่วยเท่านั้นเองคะ
หายไปกับความร้อนและอื่นๆถึง 70-90 หน่วยทีเดียวคะ
แถมน้ำมันฟอสซิลและเครื่องยนต์ยังก่อให้เกิดมลภาวะมากมาย
จากสารจำพวก CO, CO2, NOx เพราะสารเหล่านี้ทำให้โลกร้อนคะ
จากการเก็บอมความร้อนไว้ในโลกได้นานและมากขึ้นนั่นเองคะ
ถามว่าโลกร้อนแล้วไง ?
เมื่อโลกร้อนมากขึ้น น้ำแข็งขั้วโลกจะเริ่มละลาย
ทำให้น้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้น ทำให้พื้นที่ผิวของน้ำทะเลเพิ่มมากขึ้น
น้ำในโลกก็จะระเหยในอัตราเร่งมากขึ้นจากความร้อนนั้น
บรรยากาศโลกจะอุ้มน้ำมากขึ้นแล้วก็จะชื้นมากขึ้น
โลกปกคลุมด้วยไอน้ำความชื้น แดดส่องผ่านเข้ามาได้ลดลง
แล้วน้ำก็จะตกลงมากับฝนมากขึ้น ฝนจึงตกหนักมากขึ้นน้ำจะท่วมรุนแรงมากขึ้น
(กรุงเทพฯเราน่าห่วงมากคะไหนจะน้ำทะเลสูงขึ้นไหนจะดินทรุด สองเด้ง
ผมว่าภายในสิบปีนี้เราจะมีเขื่อนกั้นน้ำทะเลท่วมกรุงเทพฯแน่ๆคะ)
สุดท้ายในวันใดวันนึง
โลกเราจะเกิดเหตุการณ์อากาศเย็นจัดฉับพลัน
กลับไปเป็นโลกยุคน้ำแข็งอีกรอบ แบบทันทีทันใดคะ
บ้างก็ว่าโลกร้อนจะเปลี่ยนแปลงการไหลของกระแสน้ำอุ่น
ที่ไหลจากแถบศูนย์สูตรไปซีกโลกเหนือ ก่อให้เกิดโลกยุคน้ำแข็งตามมา
คลิปข้างบนนี้เค้าคาดการณ์ว่าโลกจะเป็นน้ำแข็งจากปริมาณ particles
ที่ลอยขึ้นไปปกคลุมบรรยากาศโลกไปบล็อกแสงแดดไม่ให้ส่องลงมายังโลก
ไม่ว่าเส้นทางการเปลี่ยนแปลงจากภาวะโลกร้อนจะเป็นอย่างไรก็ตาม
แต่สุดท้าย ปลายทางของการเปลี่ยนแปลงกลับเหมือนกัน นั่นคือ ยุคน้ำแข็ง
ดิฉันเปล่าโม้นะคะ
ดิฉันมีตัวอย่างเหตุการ์ืจริงมาให้ดูด้วยนะคะ
เป็นข่าวจาก BBC เมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายน 2550 ที่ผ่านมาไม่กี่วันนี้เองคะ
ที่กรุงโบโกต้า เมืองหลวงของประเทศโคลัมเบียเกิดเหตุการณ์ประหลาดขึ้นที่นั่นครับ มีฝนพายุลูกเห็บถล่มลงมาแบบไม่มีปี่ไม่มีขลุ่ย
ฝรั่งเรียก Freak Hail Storm คือเป็นพายุลูกเห็บแบบแปลกประหลาด
อยู่ๆก็มีพายุลูกเห็บกระหน่ำลงมาครับในวันแสนธรรมดาวันนึง
เป็นเหตุให้รถยนต์หลายสิบคันที่กำลังสัญจรไปมาบนถนนโล่งๆที่ไม่มีหิมะ ไม่มีฝน ต้องจมอยู่ในกองน้ำแข็งขนาดมหึมาในพริบตา !
ผู้คนพร้อมรถยนต์ถูกแช่แข็งทันทีเหมือนอยู่ในช่อง Freeze ตู้เย็นยังไงยังงั้นเลยคะ
หน่วยกู้ภัยต้องช่วยกันขุดน้ำแข็งและงัดรถเพื่อนำร่างผู้ที่ติดอยู่ในรถออกมา
เราจะเห็นว่าผู้ประสบภัยตัวแข็ง งอเข่าก็ไม่ได้ครับ แบกออกมาทั้งแข็งๆแบบนั้นเลย
เหตุการณ์นี้เป็นสัญญาณเตือนเล็กๆจากธรรมชาติคะ
ชมไม่ได้คลิกที่นี่ครับ โหลด Flashplayer 9.0.45
แต่ที่ดิฉันกล่าวถึง เป็นแบบเฉียบพลันพร้อมกันทั้งโลกคะ
ภาวะโลกร้อนจะทำให้โลกเย็น!? ไม่น่าเชื่อแต่ก็ต้องเชื่อคะ
เพราะทุกอย่างต้องการเข้าสู่ภาวะสมดุลคะ
ประจุบวกต้องการประจุลบ แรงกิริยาต้องการแรงปฏิกิริยา
ลูกตุ้มที่เหวี่ยงไปสุดด้านหนึ่งแล้วย่อมเหวี่ยงกลับมาสุดอีกด้าน
สปริงที่ถูกดึงย่อมมีความพยายามที่จะหดตัวกลับเข้ามา
เมื่อร้อนแล้วก็ต้องเย็นคะ แล้วจึงเกิดการปรับสมดุลระบบครั้งใหญ่ตามมา
เกิดสิ่งมีชีวิตแบบใหม่ที่เหมาะกับภาวะสมดุลแบบใหม่นั้น
ก็แบบเดียวกับที่เรามาแทนไดโนเสาร์นั่นแหละคะ
ไม่รู้ว่าอะไรจะมาแทนพวกเราชาวมนุษย์โลกนะคะ ^^
เห็นไหมครับผมหลงอีกแล้วคะ คราวนี้มาหลงอยู่ในดงไดโนเสาร์ ^^!
ย้อนกลับมาที่เซลล์เชื้อเพลิงต่อนะคะ
ดูภาพ animation แสดงการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงก่อนนะคะ
คุณผู้อ่านลองไล่ตามการเคลื่อนที่ของประจุต่างๆดูสิคะ
ทีี่นี้มาลองไล่ดูการเคลื่อนที่พร้อมกันนะคะ
ที่ทางเข้า
เริ่มจากโมเลกุลของก๊าซไฮโดรเจน(สีแดง)
ไหลมาจากถังบรรจุก๊าซไฮโดรเจนมาเจอกับสาร electrolyzer
แล้วแตกออกเป็นโปรตอน(ประจุบวก H+) กับ อิเล็กตรอน(ประจุลบ e-)
แล้วทั้งโปรตอนและอิเล็กตรอนก็แยกกันไหลไปคนละทาง
โดยโปรตอนไหลทะลุผ่าน Membrane ไปยังฝั่งตรงข้าม
ส่วนอิเล็กตรอนไหลออกจากตัวเซลล์ผ่านวงจรภายนอก
เส้นทางที่อิเล็กตรอนไหลผ่านมีหลอดไฟเชื่อมอยู่ด้วย
เวลาที่อิเล็กตรอนไหลผ่านหลอดไฟก็ติดสว่าง
ที่ทางออก
ปรากฏว่ามีโมเลกุลของออกซิเจนหรืออากาศวิ่งเข้ามาจากภายนอก
ไหลมารวมกับอิเล็กตรอน โปรตรอน ณ ผิวสัมผัสของ electrolyzer
กลายเป็นหยดน้ำไหลออกทางท่อไอเสียไป(Exhaust)
แผนภาพที่เราดูอยู่นี้
เป็นภาพสมมุติเหตุการณ์ภายในเซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEM คะ
เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่จะถูกนำมาใช้ในรถยนต์อนาคต
คราวหน้าผมจะกลับมาพร้อมกับความพยายามเพื่อที่จะอธิบายว่า
ทำไมภายในเซลเชื้อเพลิงจึงเกิดเหตุการณ์อย่างที่เราเห็นกันคะ
แล้วเราจะได้อะไรจากการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงบ้าง
คุณคะติดตามผมต่อไปนะคร้า (^0^)
