เทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม ใช้ CO2 สร้างมูลค่าเพิ่ม ลดขยะอุตสาหกรรม

อัปเดตล่าสุด 8 ต.ค. 2562

เทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อมในด้านต่าง ๆ ถูกพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่องและหลากหลาย โดยเฉพาะในด้านวัสดุศาสต์และพลังงาน ที่มุ่งเน้นการลดมลพิษในชั้นบรรยากาศ อาทิ การสังเคราะห์แสงประดิษฐ์ ที่ทำให้เกิดการพัฒนาขั้วรับแสงซึ่งมีคุณสมบัติในการสร้างออกซิเจนด้วยการใช้ Tantalum Nitride เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การทำ Carbon Recycle โดยนำ CO2 หรือ คาร์บอนไดออกไซด์มาใช้เป็นเชื้อเพลิง ด้วยการใช้กากของเสียอุตสาหกรรม (Industrial Waste) เป็นวัตถุดิบ การผลิต Polycarbonate หรือ พลาสติกคุณภาพสูงด้วย CO2 และจะยังมีการต่อยอดเทคโนโลยีเหล่านี้ออกไปอีก

การสังเคราะห์แสงประดิษฐ์

การสังเคราะห์แสงประดิษฐ์ (Artificial Photosynthesis) คือ กระบวนการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ที่จำลองมาจากการสังเคราะห์แสงของพืช และเป็นหนึ่งในพลังงานสะอาดที่ได้รับการพัฒนามาอย่างยาวนาน โดยเมื่อเดือนมกราคม 2019 นี้เอง New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) ร่วมกับ Association of Artificial Photosynthetic Chemical Process (ARPChem) และ University of Tokyo ประกาศผลสำเร็จการพัฒนาขั้วรับแสง (Photoelectrode) ซึ่งมีคุณสมบัติในการสร้างออกซิเจน ด้วยการใช้ Tantalum Nitride เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการแยกออกซิเจน และไฮโดรเจนออกจากน้ำ และมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานอยู่ที่ 5.5% ซึ่งสูงที่สุดในโลกขณะนี้

โดยการสลายโมเลกุลของน้ำนี้เอง ที่ทำให้เกิดอิเล็คตรอนขึ้น และตั้งเป้าทดสอบใช้งานภายในปีงบประมาณ 2020

อย่างไรก็ตาม แม้เทคโนโลยีนี้จะมีความคืบหน้ากว่าแต่ก่อนมาก แต่คณะวิจัยจาก NEDO แสดงความเห็นว่า การจะพัฒนาให้ดีขึ้นอีกเพียง 3% ก็เป็นเรื่องยาก และต่อให้สำเร็จจริง ก็ต้องใช้เวลาอีกนานกว่าจะเป็นที่แพร่หลาย อีกทั้งยังต้องใช้พื้นที่มากถึงหลักหมื่นตารางกิโลเมตรในการติดตั้งแผงพลังงานให้เพียงพอการแก่ทำกำไร ทำให้การสังเคราะห์แสงประดิษฐ์ เป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับประเทศที่มีพื้นที่กว้างมากกว่า และกว่าจะพัฒนาแล้วเสร็จ คงต้องใช้เวลาอีก 30 - 50 ปี

ใกล้ความจริงยิ่งกว่า เปลี่ยนขยะเป็นเงิน

Idemitsu Kosan ร่วมกับ Ube Industries และ JGC Corporation ร่วมพัฒนา เทคนิคผลิตเชื้อเพลิงจาก CO2 ในขยะอุตสาหกรรม

เมื่อการสังเคราะห์แสงประดิษฐ์ยังห่างไกลความจริง จึงเกิดการพัฒนาเทคโนโลยีที่มีความเป็นไปได้สูงกว่า หนึ่งในนั้นคือการนำ CO2 มาใช้เป็นเชื้อเพลิง ด้วยการใช้กากของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม (Industrial Waste) เป็นวัตถุดิบ ซึ่ง Idemitsu Kosan ร่วมกับ Ube Industries และ JGC Corporation ได้ตั้งเป้าวิจัย และพัฒนา ให้ใช้งานได้จริงภายในปี 2030

โดยผู้พัฒนาเสนอว่า หากนำ CO2 ไปทำปฏิกิริยากับไอออนโลหะที่ถูกแยกออกมาจากกากของเสียอุตสาหกรรม ก็จะได้เป็น Carbonate ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตปูน และวัสดุก่อสร้างอื่น ๆ ได้ ซึ่งจะช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับกากของเสียอุตสาหกรรมเป็นอย่างมาก ซึ่งแม้ตัว Carbonate จะมีราคาต่ำ แต่หากสามารถนำขยะมาใช้ในการสร้างรายได้เพิ่ม และยังช่วยลดมลพิษได้ด้วยก็จะเป็นผลดีต่อทุกฝ่าย

พลาสติกจากคาร์บอนไดออกไซด์

พลาสติกโพลีคาร์บอเนตที่ผลิตจาก CO2 โดย Asahi Kasei
(สนับสนุนภาพโดย JAPAN PLASTICS INDUSTRY FEDERATION)

Asahi Kasei บริษัทเคมีภัณฑ์ค่ายญี่ปุ่น เตรียมเผยกรรมวิธีการผลิตโพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) พลาสติกคุณภาพสูงด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ให้ทั่วโลก โดยให้เหตุผลที่เลือกผลิตเป็นโพลีคาร์บอเนต เพราะโดยทั่วไปแล้ว พลาสติกชนิดนี้ใช้ฟอสจีน (Phosgene) ซึ่งเป็นก๊าซคลอรีนมีพิษเป็นวัตถุดิบ จึงสามารถนำ CO2 มาแทนที่ได้ ซึ่งปัจจุบันทางบริษัทได้นำเสนอกรรมวิธีในการผลิตนี้ให้กับธุรกิจหลายรายในไต้หวัน, เกาหลีใต้, รัสเซีย, และซาอุดิอาระเบียแล้ว

นอกจากนี้ ทางบริษัทยังอยู่ระหว่างการพัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีนี้ ให้สามารถนำแอลกอฮอล์, หรือฟีนอล (Phenol) มาใช้ผลิตได้ในอนาคต เพื่อตอบสนองความต้องการพลาสติกคุณภาพสูงที่เพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ ยังมีบริษัทอื่น ๆ เช่น Mitsubishi Chemical และ Electric Power Development และบริษัทอื่น ๆ ซึ่งร่วมกันก่อตั้ง “กองทุนคาร์บอนรีไซเคิล” สำหรับสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ซึ่ง Mr. Yoshimitsu Kobayashi ประธานกองทุน และ Mitsubishi Chemical Holding แสดงความเห็นว่า “ในอีก 30 ปีจากนี้ไป หากไม่อาจลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างจริงจังแล้ว เศรษฐกิจญี่ปุ่นจะประสบปัญหาอย่างแน่นอน”

อ่านต่อ