สหรัฐฯ ทำสำเร็จ แปลงเอทานอลเป็นเชื้อเพลิง สำหรับ “เครื่องบิน” ได้ในขั้นตอนเดียว

สหรัฐอเมริกาพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถเปลี่ยน “เอทานอล” แอลกอฮอล์ที่ได้จากการหมักพืชผลทางการเกษตร ให้กลายเป็นสารตั้งต้นของเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน (SAF)ในขั้นตอนเดียวได้สำเร็จ อาจช่วยวิกฤติความต้องการใช้เชื้อเพลิงเครื่องบิน ที่มีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง

การเปลี่ยนเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงเครื่องบินด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง

เทคโนโลยีใหม่นี้พัฒนาขึ้นจากความร่วมมือระหว่างภาคเอกชนและหน่วยงานวิจัยในสหรัฐฯ โดยบริษัท Gevo ได้นำเทคโนโลยีตัวเร่งปฏิกิริยาจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ (ORNL) ภายใต้กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา มาใช้ต่อยอดเชิงอุตสาหกรรม

จุดเด่นของเทคโนโลยีนี้ คือการเปลี่ยนเอทานอล ซึ่งสามารถผลิตได้จากพืชหรือของเสียทางการเกษตร ให้กลายเป็น “โอเลฟิน” (ETO) สารตั้งต้นสำคัญของเชื้อเพลิงเครื่องบิน โดยปกติแล้วกระบวนการนี้ต้องใช้หลายขั้นตอนและใช้พลังงานสูง แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใหม่สามารถรวมกระบวนการทั้งหมดไว้ในขั้นตอนเดียว ทำให้ลดทั้งต้นทุนและเวลาในการผลิตลง

นอกจากนี้ เทคโนโลยีดังกล่าวยังสามารถทำงานร่วมกับระบบเครื่องปฏิกรณ์สมัยใหม่ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยาเคมีผ่านการเพิ่มพื้นที่ผิวและควบคุมอุณหภูมิได้ดีขึ้น ส่งผลให้กระบวนการมีความเสถียรและขยายสเกลได้ง่ายในระดับอุตสาหกรรม

เชื้อเพลิงการบินยั่งยืนถือเป็นหนึ่งในเครื่องมือหลักในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของอุตสาหกรรมการบิน เนื่องจากสามารถผลิตจากวัตถุดิบหมุนเวียน เช่น ชีวมวล ไขมันพืช หรือของเสียจากอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม แม้หลายสายการบินและองค์กรระดับโลกจะให้ความสนใจ และเริ่มลงทุนในเชื้อเพลิงการบินยั่งยืนแล้ว แต่การผลิตในปริมาณมากยังคงเผชิญข้อจำกัดด้านต้นทุนและโครงสร้างพื้นฐาน

เทคโนโลยีการแปลงเอทานอลแบบขั้นตอนเดียวจึงเข้ามาตอบโจทย์เรื่องนี้โดยตรง ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้คาร์บอนและลดขั้นตอนที่ไม่จำเป็นออกไป ทำให้ต้นทุนโดยรวมมีแนวโน้มลดลง หากสามารถพัฒนาไปสู่ระดับเชิงพาณิชย์ได้สำเร็จ ก็อาจช่วยเร่งการใช้งาน SAF ในวงกว้างได้เร็วขึ้น

ศักยภาพต่อยอดสู่ภาคอุตสาหกรรมอื่น

นอกจากการผลิตเชื้อเพลิงเครื่องบินแล้ว โอเลฟินที่ได้จากกระบวนการนี้ยังสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่นได้อีกหลากหลาย เช่น การผลิตพลาสติก ตัวทำละลาย และสารเคมีพื้นฐาน ซึ่งเป็นตลาดขนาดใหญ่ระดับโลก การมีเทคโนโลยีที่สามารถผลิตสารตั้งต้นเหล่านี้จากทรัพยากรหมุนเวียน จึงช่วยเปิดโอกาสใหม่ให้กับเศรษฐกิจชีวภาพ และลดการพึ่งพาปิโตรเลียมในหลายอุตสาหกรรม

อย่างไรก็ตาม แม้เทคโนโลยีนี้จะมีศักยภาพสูง แต่ยังอยู่ในช่วงของการพัฒนาและทดสอบในระดับกึ่งอุตสาหกรรม โดยมีการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและพัฒนาของภาครัฐ เพื่อประเมินประสิทธิภาพ ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ และความสามารถในการขยายกำลังผลิต

นักวิจัยยังต้องพัฒนาแบบจำลองเพื่อคาดการณ์การทำงานในระดับโรงงานจริง รวมถึงปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาให้มีอายุการใช้งานยาวนานและคุ้มค่ามากขึ้น โดยถ้าหากผลลัพธ์เป็นไปตามเป้าหมาย เทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญที่ช่วยผลักดันการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานของอุตสาหกรรมการบินได้ในอนาคต

แหล่งที่มา:.interestingengineering.com