การศึกษาและวิเคราะห์การแยกไฮโดรเจนด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซิสแบบแยกเซลล์

Abstract

งานวิจัยนี้ได้นำเสนอพลังงานไฮโดรเจน (Hydrogen, H2) ซึ่งถือได้ว่าเป็นพลังงานเชื้อเพลิงสำหรับการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพสูง สะอาด และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ได้รับการคาดหมายและยอมรับว่าจะเป็นแหล่งของพลังงานเชื้อเพลิงที่สำคัญอย่างมากในอนาคต ในปัจจุบันนี้กระบวนการเปลี่ยนรูปสารไฮโครคาร์บอนด้วยไอน้ำ (Steam reforming of hydrocarbons) เป็นกระบวนการที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการผลิตพลังงานไฮโดรเจน แต่ปัญหาหลักที่สำคัญมากของกระบวนการนี้คือ การปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมากซึ่งเป็นสาเหตุของสภาวะโลกร้อนหรือปรากฏการณ์เรือนกระจก นอกจากนี้แล้วยังประสบปัญหาการขาดแคลนแหล่งของไฮโดรคาร์บอนที่นำมาใช้ในกระบวนการอีกด้วย ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงนำเสนอกระบวนการไฮโดรเจนออกจากน้ำด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซิส ซึ่งเป็นทางเลือกใหม่ที่ปลอดภัย และสามารถผลิตพลังงานไฮโดรเจนได้ จากการศึกษาและค้นคว้าการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซิสแบบแยกเซลล์โดยออกแบบแยกเซลล์จำนวน 5 ชุด สามารถเลือกการทำงานในแต่ละเซลล์ เพื่อทำการศึกษาการแยกก๊าซไฮโดรเจนและอ๊อกซิเจนออกจากกันและศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่พื้นผิวของขั้วอิเล็กโทรด แรงดัน กระแส และอุณหภูมิของสารละลายเนื่องจากกระแสและอุณหภูมิมีผลโดยตรงต่อการแยกไฮโดรเจนและออกซิเจน จากการทดสอบวิธีการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ ด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซิสแบบแยกเซลล์ซึ่งพบว่าในการแยกเซลล์ จะทำให้ได้ค่าไฮโดรเจนออกมาผสมกับออกซิเจนน้อยมากโดยก๊าซที่ออกมานั้นจะมีทั้งฝั่งออกซิเจนและฝั่งไฮโดรเจนแยกออกจากกัน โดยนำไฮโดรเจนที่ได้จากการคัดแยกมาเป็นพลังงานเชื้อเพลิงในอนาคต และนำไปใช้ร่วมกันกับพลังงานชนิดอื่นเช่นการใช้ร่วมกับน้ำมันในรถยนต์เพื่อเป็นอีกทางหนึ่งในการประหยัดและลดการใช้น้ำมัน

This thesis presents a production of Hydrogen which can be considered as powerful, clean and environmentally friendly. Fuel the refore Hydrogen will be a source of fuel that is extremely important in the future. Currently, using of fossil fuel is producing the largest amounts of carbon dioxide that causes global warming or the greenhouse gas and more over the fossil resources will be shortage in near future. Therefore, this research offers a process of hydrogen production from water by electrolysis which is an alternative method for Hydrogen production. The proposed method to produce Hydrogen from water by electrolysis using separate cells is constructed of 5 separate cells that can function separately in each cell for study the separation of hydrogen and oxygen and variables that affect Electrolyte solution, such as density of electric current at the surface of the electrode, voltage, current and temperature, because the oritically temperature has a direct effect on the separation of hydrogen and oxygen. The results of the proposed method showed that the isolated cells can produce pure Hydrogen without the mixture with oxygen. This can be sure that the hydrogen can be used in conjunction with other types of energy such as oil in car to save and reduce oil consumption.