ไหนๆ ก็ต้องปล่อย "คาร์บอน" จับเปลี่ยนเป็น "คาร์บอเนต" ให้อุตสาหกรรม

ไซน์เดลี-นักวิทย์อังกฤษพบเทคโนโลยีใหม่สู้ "โลกร้อน" เปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็น "คาร์บอเนต" สารเคมีที่มีความต้องการสูงในอุตสาหกรรม โดยสามารถพัฒนากระบวนการที่ใช้พลังงาน ความร้อนและความดันน้อยกว่ากระบวนการที่เคยใช้

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิล (Newcastle University) สหราชอาณาจักร ซึ่งนำโดยไมเคิล นอร์ธ (Michael North) ศาสตราจารย์ทางด้านเคมีอินทรีย์บุกเบิกเทคโนโลยีใหม่เพื่อลดก๊าซเรือนกระจก โดยได้พัฒนาวิธีที่ลดการใช้พลังงานสูงเพื่อเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้อยู่ในรูปคาร์บอเนต (carbonate)

ทีมวิจัยประมาณว่าเทคโนโลยีดังกล่าวมีศักยภาพเพียงพอที่จะลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึงปีละ 48 ล้านตัน ซึ่งจะช่วยลดปริมาณการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกของอังกฤษได้ประมาณ 4%

ทั้งนี้คาร์บอเนตถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเคมีหลายๆ อย่าง อาทิ ผลิตเป็นตัวทำละลาย ใช้ในอุตสาหกรรมสี บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้ นอกจากนี้คาร์บอนเนตยังใช้เป็นส่วนผสมของสารเพิ่มค่าออกเทนในน้ำมันปิโตรเลียมอีกด้วย โดยสารเพิ่มค่าออกเทนในน้ำมัน ช่วยให้การเผาไหม้น้ำมันได้ดีขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้เชื้อเพลิงและลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก

เทคนิคการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์บอเนตนี้ ขึ้นอยู่กับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา ระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์และอีพอกไซด์ (epoxide) ซึ่งเป็นสารอีเธอร์ (ether) ประเภทหนึ่ง เพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์บอเนต อันเป็นสารเคมีที่มีความต้องการสูงในเชิงพาณิชย์

ปฏิกิริยาระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์กับอีพอกไซด์เป็นที่รู้จักกันมานานแล้ว และสิ่งที่รู้กันดีอีกอย่างหนึ่งคือ จำเป็นต้องใช้พลังงานปริมาณมากในปฏิกิริยานี้ อีกทั้งสภาวะในการเกิดปฏิกิริยายังต้องการอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก โดยกระบวนการผลิตที่ใช้ในปัจจุบันต้องการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก อันเป็นต้นทุนในการผลิตที่สูงด้วย

ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์นิวคาสเซิลประสบความสำเร็จในการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความไวเป็นเยี่ยมจากอลูมิเนียม ซึ่งสามารถกระตุ้นปัจจัยที่จำเป็นในการทำปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์บอนเนต ได้ที่อุณหภูมิห้องและในความดันบรรยากาศปกติ รวมถึงลดอุณหภูมิที่ต้องใช้ในการทำปฏิกิริยาลงด้วย

ศ.นอร์ธกล่าวว่าหนึ่งในความท้าทายหลักทางวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ในศตวรรษที่ 21 คือการควบคุมภาวะโลกร้อน ที่เป็นผลจากการเพิ่มขึ้นของระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ และหนึ่งในแก้ปัญหานี้คือการดักจับและกักเก็บคาร์บอน ซึ่งหมายถึงการเพิ่มความเข้มข้นและบีบอัดคาร์บอนไดออกไซด์ลงในภาชนะกักเก็บ อย่างไรก็ดีการกักเก็บในระยะยาวจะได้รับการทดลองให้เห็นจริง

ปัจจุบันทางเลือกในการแก้ปัญหาเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซ ด์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่นำไปใช้ประโยชน์ได้นั้น ต้องการพลังงานสูงมาก กลายเป็นว่ากระบวนการดังกล่าวก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าที่นำไปใช้ผลิตเป็นสารเคมีที่ต้องการ

"เพื่อให้เกิดความพอใจต่อคาร์บอเนตในการตลาดปัจจุบัน เราประมาณว่าเทคโนโลยีของเราสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึง 18 ล้านตันต่อปี และอีก 30 ล้านตันหากนำไปใช้เป็นสารเพิ่มค่าออกเทน ซึ่งการใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการนี้ 48 ล้านตันนั้นเทียบเท่ากับการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ของอังกฤษประมาณ 4% ซึ่งค่อนข้างน่าพอใจสำหรับการมีส่วนร่วมของเทคโนโลยีหนึ่ง" ศ.นอร์ธกล่าว

พร้อมกันนี้ ศ.นอร์ธและทีมเตรียมที่จะเพิ่มศักยภาพประสิทธิภาพของเทคโนโลยี โดยการขยายขนาดของโรงงานต้นแบบ พร้อมกันนี้ทีมวิจัยยังได้ตีพิมพ์เผยแพร่งานวิจัยลงวารสาร "ยูโรเปียน เจอร์นัล ออฟ อินออร์แกนิค เคมิสทรี" (European Journal of Inorganic Chemistry) ด้วย.