วัสดุดูดซับไฮบริดคาร์บอน-เอมีนสำหรับการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
จากก๊าซเสียของโรงไฟฟ้า:
การประเมินประสิทธิภาพระดับภาคสนาม
เรียบเรียงโดย
ทีมวิจัยเซรามิกคะตะลิสต์และคาร์บอน
กลุ่มวิจัยเซรามิกส์และวัสดุก่อสร้าง
ผลงาน “Circular-Carbon-CATCH” วัสดุดูดซับไฮบริดคาร์บอน-เอมีนสำหรับการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซเสียของโรงไฟฟ้า: การประเมินประสิทธิภาพระดับภาคสนาม คือความสำเร็จครั้งสำคัญในการพัฒนานวัตกรรมวัสดุดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) โดยนำวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร/อุตสาหกรรมอาหารอย่าง “กากมันสำปะหลัง” มาสร้างมูลค่าใหม่ ผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ด้วยเทคนิคไพโรไลซิสร่วมกับการกระตุ้นทางเคมี การขึ้นรูปเป็นเม็ดด้วยเทคนิคการอัดรีด (Extrusion) ไปจนถึงการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประกอบเอมีน เพื่อเพิ่มขีดความสามารถสูงสุดในการดักจับ CO2
วัสดุไฮบริดคาร์บอน-เอมีน หรือ Circular-Carbon-CATCH มีพื้นที่ผิวสูงถึง 1,165 m2/g และมีโครงสร้างรูพรุนขนาดเล็กมากในระดับ “ไมโครพอร์” ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการดักจับ CO2 โจทย์ที่ท้าทายคือการทำงานได้ดีภายใต้อุณหภูมิสูงของโรงไฟฟ้า จึงได้มีการปรับปรุงพื้นผิวของวัสดุดักจับด้วยสารประกอบเอมีน (PEI )ซึ่งแม้จะทำให้พื้นที่ผิวปรับลดลงมาบ้าง แต่ยังคงรักษาโครงสร้างรูพรุนไมโครพอร์ไว้ได้ดังเดิม
เมื่อทดสอบประสิทธิภาพการดักจับ CO2 ในสภาวะจำลองก๊าซไอเสียสังเคราะห์จากโรงไฟฟ้าด้วยเตาปฏิกรณ์ วัสดุนี้สามารถดูดซับ CO2 ได้สูงสุดถึง 50-70 mg/g สามารถนำกลับมาหมุนเวียนใช้ซ้ำ (Regeneration) ได้มากกว่า 20 รอบ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการใช้วัสดุได้อย่างมาก สำหรับการพิสูจน์ประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมจริง ทีมวิจัยได้ผลักดันนวัตกรรมนี้ออกสู่ภาคสนาม โดยนำระบบดักจับคาร์บอนเคลื่อนที่หรือ CO2 capture mobile unit ไปดักจับ CO2 ในก๊าซไอเสียจริงที่ปลดปล่อยจากโรงงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้า ท่ามกลางสภาวะหน้างานที่มีความผันผวนสูง ซึ่งวัสดุดูดซับนี้สามารถดักจับ CO2 ได้จริง มีประสิทธิภาพสูงถึง 40-70% คิดเป็นปริมาณการลดการปลดปล่อย CO2 1.3-6.5 กิโลกรัมต่อวัน หรือ 0.5-2 ตันคาร์บอนต่อปี การประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) ยังได้ยืนยันว่า วัสดุดักจับ CO2 นี้สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาคอุตสาหกรรมได้ถึง 50% โดยมีต้นทุนการดักจับ CO2 ที่ต่ำกว่าเทคโนโลยีที่ใช้งานในปัจจุบันนี้ ทำให้มีความคุ้มค่าเชิงเศรษฐศาสตร์และมีศักยภาพในการแข่งขันในตลาดโลก
นวัตกรรมนี้ไม่ได้เป็นเพียงแค่ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังถูกออกแบบมาให้เป็นโมเดลธุรกิจครบวงจรหรือ CCAaS (Carbon Center as a Service) สำหรับผู้ให้บริการจัดการดักจับ CO2 แก่ภาคอุตสาหกรรม ตั้งแต่การติดตั้งอุปกรณ์ การขนส่ง ไปจนถึงการนำไปใช้ประโยชน์หรือกักเก็บ (CCUS) ช่วยให้ผู้ประกอบการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ทันที โดยไม่ต้องแบกรับค่าใช้จ่ายในการลงทุนสร้างระบบรากฐานที่มีต้นทุนสูง (CAPEX) ด้วยตนเอง นอกจากนี้ยังเป็นการเปลี่ยนของเหลือทิ้งให้กลายเป็น “Upcycled Carbon Asset” หรือสินทรัพย์คาร์บอนมูลค่าสูง ผ่านกลยุทธ์ Waste-to-Value cascading หรือการสร้างมูลค่าเพิ่มสูงสุดจากของเสียเชิงเศรษฐกิจ ซึ่งช่วยเพิ่มโอกาสทางธุรกิจที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสร้างรายได้เสริมได้อย่างยั่งยืนให้เจ้าของ waste อีกด้วย
ปัจจุบัน Circular-Carbon-CATCH พร้อมแล้วที่จะส่งมอบเทคโนโลยีให้กับผู้ประกอบการ เพื่อขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไทยสู่โมเดลเศรษฐกิจ BCG (Bio-Circular-Green Economy) ร่วมสร้างความยั่งยืน พร้อมสร้างความได้เปรียบทางธุรกิจด้วยเทคโนโลยีสีเขียวที่คิดค้นและผลิตได้เองในประเทศอย่างแท้จริง
ดร.ดวงเดือน อาจองค์
โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4230
Email : duangdua@mtec.or.th
ดร.ศุภวรรณ วิชพันธุ์
โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4202
Email : supawank@mtec.or.th
ทีมวิจัยเซรามิกคะตะลิสต์และคาร์บอน
กลุ่มวิจัยเซรามิกส์และวัสดุก่อสร้าง
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (MTEC) สวทช.