รถยนต์พลังไฮโดรเจน ("Hydrogen Car")

ทุกวันนี้รถยนต์ยังคงเป็นปัญหาสำคัญในการสร้างมลภาวะแก่โลกมุนษย์ และวันหนึ่งเราคงไม่มีพลังงานจากฟอซซิลใช้อีกต่อไป  ผู้คนจึงหันมาพูดกันถึงเรื่องการใช้พลังงานอื่นทดแทนกันมากขึ้น  ในที่นี้อาจหมายถึงการใช้รถพลังงานไฟฟ้า  พลังงานแสงอาทิตย์  และที่สุดการใช้พลังงานไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อน        ถ้าเราจำได้ตอนเรียนวิชาเคมีในห้องเรียน  เราทราบว่าน้ำ(็H2O) มีโมเลกุลของ Hydrogen อยู่ 2 อะตอม และ ออกซิเจน 1 อะตอม  ถ้าเราให้กระแสไฟฟ้าลงไปในน้ำนั้น เราสามารถที่จะแยกน้ำออกเป็น ไฮโดรเจนกับออกซิเจนได้ดังสมการ  2(H2O)+พลังงาน <=> 2H2 + O2 และในขณะเดียวกันเราสามารถนำไฮโดรเจนกับออกซิเจนมารวมกัน  จะได้น้ำกับพลังงานกับคืนมาเช่นกัน  ในภาษากรีกโบราณ "ไฮโดรเจน" แปลว่า "ผู้ให้กำเนิดน้ำ" ("Water Maker")        วิธีที่ 1 ในการให้พลังงานแก่รถยนต์ด้วยไฮโดรเจน ของบริษัท BMW และ MAZDA  คือการให้พลังงานแก่เชื้อเพลิงไฮโดรเจน  ตามสมการดังกล่าวข้างต้น 2H2 + O2=> 2(H2O)+พลังงาน เมื่อไฮโดรเจน 2 โมเลกุลรวมกับออกซิเจน 1 โมเลกุล (1 โมเลกุล = 2 อะตอม)  จะทำให้ได้น้ำจำนวน 2 โมเลกุล ออกไปในอากาศ  เหตุนี้เองการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะทำให้ลดปริมาณมลภาวะในอากาศที่เคยเกิดจากการเผาน้ำมันเชื้อเพลิงปิโตรเลียม ซึ่งเป็นสารประกอบของไฮโดรคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่   เมื่อได้น้ำออกมาแล้วก็จะได้พลังงานออกมาค่าหนึ่งที่สามารถนำไปใช้ขับเคลื่อนกลจักรหรือเครื่องยนต์ได้       วิธีที่ 2 ในการให้พลังงานแก่รถยนต์ด้วยไฮโดรเจน  ของบริษัท Mercedes-Benz ได้ใช้เครื่องมือที่เรียกว่า" Fuel Cell" ซึ่งได้ค้นพบมานานแล้วตั้งแต่ ค.ศ. 1839  ซึ่งให้ประสิทธิภาพด้านพลังงานถึง 80% โดย Karl S. Kruszelnicki (http://www.abc.net.au/science/k2/trek/default.htm) แปลโดย กุลฉัตร ฉัตรกุล ณ อยุธยา
Fuel Cell คืออะไร        Fuel Cell มีลักษณะคล้ายแบตเตอรี่โดยทั่วไป ซึ่งต่างก็เป็น Cell ให้กำเนิดพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกริยาเคมีเหมือนกัน  เพียงแต่แบตเตอรี่เป็นระบบปิด  แต่ Fuel Cell เป็นระบบเปิดที่สามารถนำ Hydrogen กับ Oxygen เข้าสู่ Cell และให้กำเนิดน้ำกับพลังงานไฟฟ้าออกมาจาก Cell ได้ตามสมการเคมีข้างต้น       Fuel Cell เป็นอุปกรณ์กำเนิดพลังงานที่อาศัยการเกิดปฏิกริยาเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าไปขับเคลื่อนเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพชนิดหนึ่ง  Fuel Cell  ประกอบด้วยขั้ว Anode และ ขั้ว Cathode คล้ายกับ กัลวานิคเซลล์(Galvanic Cell) ในแบตเตอรี่ทั่วไป  ไฮโดรเจนจะถูก Feed เข้าด้านขั้ว  Anode  จะเกิดปฏิกริยาเคมีได้โปรตรอน 2 ตัว (2H+) และ  อิเล็กตรอน 2 ตัว (2e-)  ตามสมการ H2  => 2H+  + 2e- อิเล็กตรอนที่ได้นั้นคือกระแสไฟฟ้าจะวิ่งไปยังขั้ว cathode ผ่านวงจรไฟฟ้านอกเซลล์ ส่วนโปรตรอนจะวิ่งผ่านเยื่อบางๆ (membrane) เข้าไปยังขั้ว cathode เพื่อให้ครบวงจร  โปรตรอนของไฮโดรเจนจะเข้าไปรวมกับอากาศ (Oxygen : O2) ทำให้เกิดโมเลกุลของน้ำจำนวน 2 โมเลกุลตามสมการ O2 + 4H+ + 4e-  => 2H2O  ดังรูปที่ 1 Source : Fuel cell - Wikipedia, the free encyclopedia.htm แปลโดย กุลฉัตร ฉัตรกุล ณ อยุธยา	Figure 1 Chemical Reaction in Fuel Cell
Figure2 Hydrogen Atom Figure3 Fuel Cell Figure 4 Hydrogen Station	Figure 5 Hydrogen Vehicle