เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

การนำไฮโดรเจนมาใช้เป็นเชื้อเพลิงครั้งแรกในปี 1804

เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ถูกนำไปใช้ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีหรือจุดระเบิดในเครื่องสันดาปภายในเพื่อให้พลังงานกับอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคส์หรือรถไฟฟ้า มันยังถูกใช้ในการขับเคลื่อนยานอวกาศ และมีศักยภาพที่จะถูกผลิตในเชิงพานิชย์เพื่อใช้กับการขนส่งทั้งภาคพิ้นดินและทางอากาศ เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่ปล่อยมลภาวะในสิ่งแวดล้อม

ภาพแสดงกระสวยอวกาศที่ประกอบด้วยถังแก๊สไฮโดรเจนเหลวเพือเป็นเชื้อเพลิงหลักในการนำยานขึ้นสู่อวกาศ

ไฮโดรเจนเป็นธาตุแรกในตารางธาตุ เป็นธาตุที่เบาที่สุดในโลก เนื่องจากมันเบามาก มันมักจะลอยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ จึงยากที่จะได้เห็นมันในรูปบริสุทธิ์คือ H₂ ในเปลวแก๊สไฮโดรเจนหรือในขณะที่กำลังไหม้ในอากาศ H₂ จะทำปฏิกิริยากับ O₂ เป็นน้ำ (H₂O) และปล่อยความร้อนออกมา กับ ไนโตรเจนออกไซด์อีกเล็กน้อย

ในเมื่อไฮโดรเจนติดไฟได้ มันจึงทำตัวเหมือนกับว่ามันเป็นเชื้อเพลิง แต่มันเป็นแค่พาหะของพลังงานตัวหนึ่งเท่านั้น เหมือนกับไฟฟ้า ที่ไม่ใช่แหล่งพลังงาน ดังนั้น ไฮโดรเจนจึงต้องถูกสร้างขึ้นมา ซึ่งการผลิตมันขึ้นมา ทำให้เกิดผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม เพราะมันต้องการเชื้อเพลิงพลังงานอย่างอื่นในการผลิต เชื้อเพลิงที่ใช้ผลิตมีปริมาณพลังงานมากกว่าพลังงานที่ตัวมันเองสามารถผลิตได้เสียอีก ซึ่งผิดหลักการอนุรักษ์พลังงาน ยกตัวอย่าง ไฮโดรเจน 1 กก ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการผลิต 39 หน่วย ไฮโดรเจน 1 กก มีพลังงาน 123 MJ แต่พลังไฟฟ้า 1 หน่วย เท่ากับ 3.6 MJ พลังไฟฟ้า 39 หน่วย เท่ากับ 39x3.6 =140 หน่วย แสดงว่า ต้องใช้พลังงาน 140 MJ เพื่อผลิตให้ได้พลังงาน 123 MJ

กระบวนการผลิต

มีหลายวิธี เช่น

การผลิตไฮโดรเจนด้วยแสงอาทิตย์เพื่อเป็นพลังงานในอนาคต

• การแยกด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) โดยการส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไปในน้ำ ให้อะตอมของไฮโดรเจนแยกออกจากอะตอมของออกซิเจน ไฟฟ้าที่ใช้ควรเป็นไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทนเพื่อให้ไฮโดรเจนที่ได้ เป็นพลังงานอยู่ในกลุ่มเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์กำลังหาวิธีผลิตไฮโดรเจนไว้ใช้เองให้ได้ในท้องถิ่นด้วยราคาที่ต่ำ
• การแยกด้วย steam-methane reforming process เป็นการสกัดไฮโดรเจนออกจากมีเทน(CH4) แต่ก็จะได้ CO และ CO2 ออกมาด้วย ซึ่งแก๊สทั้งสองเป็นตัวการทำให้โลกร้อน ถึงแม้กระนั้นก็ตาม กระบวนการนี้ยังเป็นเทคโนโลยีชั้นแนวหน้าที่ใช้อยู่ในอุตสาหกรรมการผลิตไฮโดรเจนในปัจจุบัน สำหรับวิธีการอื่นๆในการผลิตแก๊สไฮโดรเจน จะหาอ่านได้ในบทความกระบวนการผลิตไฮโดรเจน

พลังงาน

ไฮโดรเจนที่ได้จากขบวนการผลิต เป็นพาหะของพลังงาน ที่จะถูกนำไปใช้ในขบวนการอื่น เมื่อมันถูกเผา พลังงานที่ได้จะออกมาในรูปของความร้อน ที่อุณหภูมิประมาณ 2000°C

การนำไปใช้งาน

เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถจ่ายพลังงานให้กับรถยนต์ เรือหรือเครื่องบิน หรือให้กับเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อให้กำลังกับมอเตอร์ไฟฟ้า

ในเรื่องความปลอดภัยจากการระเบิด รถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน มีความปลอดภัยเท่ากับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันปกติ

ดูเพิ่ม

• HCNG
• Hydrogen safety
• Hydrogen storage
• Hydrogen compressor
• Oxyhydrogen flame
• Hydrogen technologies
• ยานพาหนะพลังไฮโดรเจน
• Fuel cell vehicle