เทคโนโลยีไฮโดรเจน
เทคโนโลยีไฮโดรเจน: พาหะพลังงานรูปแบบใหม่เพื่อสังคมแห่งอนาคต HEF ศึกษาและทำความเข้าใจปรากฏการณ์ทางพื้นผิวที่เกี่ยวข้องกับการผลิต การขนส่ง การจัดเก็บไฮโดรเจน และเทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน เช่น การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า การอัดไฮโดรเจน เซลล์เชื้อเพลิง และเครื่องยนต์ไฮโดรเจน
ติดต่อผู้เชี่ยวชาญของเรา
ทราบหรือไม่?
ในบริบทของการลดการปล่อยคาร์บอนของสังคม ไฮโดรเจนถือเป็นหนึ่งในโซลูชันสำหรับอนาคตของพลังงาน ไฮโดรเจนซึ่งเป็นหัวข้อการวิจัยมาอย่างยาวนานหลายทศวรรษ เมื่อนำมาใช้ในฐานะ “พาหะพลังงาน” (กล่าวคือ ต้องผ่านการผลิตและจัดเก็บก่อนจึงจะสามารถนำมาใช้ได้) อาจมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน โดยได้รับแรงขับเคลื่อนจากทั้งภาคอุตสาหกรรมและภาคการขนส่ง
ไฮโดรเจนมีอยู่ในปริมาณมาก และการเผาไหม้ไม่ก่อให้เกิด CO2 วัฏจักรไฮโดรเจนสามารถแบ่งออกได้เป็นหลายหมวดหมู่ ได้แก่ การผลิต การจัดเก็บ การขนส่ง และการใช้งานในภาคส่วนต่าง ๆ
HEF รับมือกับประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมโดยการกระจายไปสู่ตลาดที่เชื่อมโยงกับพลังงานปลอดคาร์บอน เช่น ไฮโดรเจน: ตั้งแต่ต้นน้ำผ่านการผลิตไฮโดรเจนไปจนถึงการใช้ไฮโดรเจนสำหรับการขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อน
วัตถุประสงค์ของ HEF คือการทำให้โซลูชันที่มีความทนทาน ยั่งยืน และสามารถแข่งขันได้ทางเศรษฐกิจ พร้อมใช้งานตั้งแต่ปี 2025 โดยมุ่งสู่การนำไปใช้อย่างแพร่หลายภายในปี 2030
หลักการของเซลล์เชื้อเพลิงเป็นกระบวนการย้อนกลับของหลักการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากการรวมตัวกันของไดไฮโดรเจนและไดออกซิเจนก่อให้เกิดน้ำ ความร้อนเล็กน้อย และที่สำคัญที่สุดคือไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้กับการใช้งานเกือบทุกประเภท
ตัวอย่างเช่น ในปัจจุบัน ได้นำเซลล์เชื้อเพลิงนำมาใช้ในภาคการขนส่งเพื่อขับเคลื่อนยานยนต์ไฟฟ้ารูปแบบใหม่ (ที่เรียกว่า “ยานยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน”)
รูปแบบการขนส่งอื่น ๆ ก็สามารถได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีไฮโดรเจนเช่นกัน เช่น รถโดยสาร รถไฟ หรือยานยนต์ที่เรียกว่า “การใช้งานเข้มข้น” เช่น รถแท็กซี่ รถในกองยานเฉพาะกิจ รถเพื่อการพาณิชย์ และรถยกไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น การเติมไฮโดรเจนให้กับรถยกไฮโดรเจนใช้เวลาเร็วกว่ามาก (เพียงไม่กี่นาที) เมื่อเปรียบเทียบกับระยะเวลา 8 ชั่วโมงที่จำเป็นสำหรับการชาร์จรถยกไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้แบตเตอรี่แบบดั้งเดิม
ไฮโดรเจนมีความหนาแน่นพลังงานสูงมาก (ไฮโดรเจน 1 กก. มีพลังงานเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน 3 ถึง 4 กก.) ความหนาแน่นของไฮโดรเจนในสถานะก๊าซตามธรรมชาติมีค่าค่อนข้างต่ำ ดังนั้น จึงต้องมีการสกัดและอัดก่อนจึงจะสามารถนำไปใช้ได้
มีสองวิธีหลักในการนำพลังงานนี้กลับมาใช้:
– ในรูปแบบพลังงานความร้อน ผ่านการเผาไหม้ไฮโดรเจนร่วมกับออกซิเจน (การเผาไหม้ที่มีของเสียเป็นเพียงน้ำเท่านั้น โดยได้นำหลักการนี้ไปใช้ในเครื่องยนต์ Vulcan ของจรวดปล่อยดาวเทียม Ariane ของยุโรป)
– ในรูปแบบพลังงานไฟฟ้า โดยใช้เซลล์เชื้อเพลิง (ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า แบตเตอรี่ไฮโดรเจน)
เรียนรู้เกี่ยวกับการเคลือบพื้นผิวล้ำสมัยของเรา และเพิ่มสมรรถนะของเซลล์เชื้อเพลิงของคุณ
เทคโนโลยีของ HEF และการเคลือบ PVD เชิงนวัตกรรม ช่วยปรับปรุงและ/หรือสร้างคุณสมบัติพื้นผิวใหม่ให้กับแผ่นไบโพลาร์ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนสำคัญของเซลล์เชื้อเพลิง เทคโนโลยีนวัตกรรมด้านไฮโดรเจนของเรายังช่วยยกระดับสมรรถนะการทนต่อการกัดกร่อนของแผ่นไบโพลาร์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (อุณหภูมิ ความเป็นกรด ฯลฯ)
HEF พัฒนาการเคลือบคาร์บอนที่มีความเป็นเอกลักษณ์และทนทานสำหรับแผ่นไบโพลาร์โลหะ แผ่นเหล่านี้เป็นชิ้นส่วนหลักของเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)
การเคลือบของเราช่วยปกป้องชิ้นส่วนจากการกัดกร่อน ทำให้มั่นใจได้ถึงค่าการนำไฟฟ้าที่เหมาะสมตลอดระยะเวลาการทำงานหลายพันชั่วโมง และปล่อยสารปนเปื้อนในระดับต่ำ (ผลของการเป็นชั้นกั้น)
โซลูชันการเคลือบสมรรถนะสูงสำหรับอิเล็กโทรไลเซอร์
ก่อนที่จะสามารถนำไฮโดรเจนมาใช้งานได้ จะต้องมีการผลิตก่อน
ในปัจจุบัน ไดไฮโดรเจน 95% ผลิตได้จากกระบวนการ “สตีมรีฟอร์มมิง” ของเชื้อเพลิงฟอสซิล ปฏิกิริยาเคมีนี้ทำให้โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนแตกตัวในสภาวะที่มีไอน้ำ ความร้อน และตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อปล่อยไฮโดรเจนออกมา อย่างไรก็ดี ข้อเสียของวิธีการนี้คือก่อให้เกิด CO2
ไฮโดรเจนยังสามารถผลิตได้ด้วยกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า โดยใช้น้ำและพลังงานไฟฟ้า ในกรณีนี้ หลักการคือการแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็นอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนที่แยกจากกัน แม้ว่าเทคนิคนี้จะเป็นกระบวนการตรงข้ามกับเซลล์เชื้อเพลิง แต่เทคโนโลยีที่ทำให้เกิดการแยกน้ำด้วยไฟฟ้านั้นมีความคล้ายคลึงกับเทคโนโลยีของเซลล์เชื้อเพลิงอย่างมาก กล่าวคือ “สแตก” ของเซลล์ไฟฟ้าเคมีขนาดใหญ่หลายเซลล์ ที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม จะทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนจากน้ำได้
เนื่องจากความหนาแน่นพลังงานขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวขององค์ประกอบ ในส่วนนี้ HEF ยังนำความเชี่ยวชาญของเราในด้านแนวคิด การสร้าง และการออกแบบ พร้อมการควบคุมคุณภาพพื้นผิวที่ละเอียดถึงระดับหลายสิบนาโนเมตร
แต่ละเซลล์ของอิเล็กโทรไลเซอร์ประกอบด้วยชั้นขนส่งแบบพรุน (PTL) และแผ่นตัวแยกไบโพลาร์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการกระจายฟลักซ์และการนำกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ดี แผ่นเหล่านี้ทำงานอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน
การเคลือบ PVD เชิงนวัตกรรม และเทคโนโลยีการปรับปรุงสภาพผิววัสดุแบบ PVD-PECVD ที่พัฒนาโดย HEF มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของการปรับปรุงสภาพผิววัสดุเหล่านี้ และทำให้มั่นใจในความทนทาน พร้อมทั้งลดปริมาณโลหะมีค่าที่ใช้ให้เหลือน้อยที่สุดเท่าที่จำเป็น
