นักวิทยาศาสตร์พัฒนาระบบเครื่องปฏิเสธดีเซลขนาดใหญ่ที่สุดในโลกเพื่อจัดหาพลังงานไฮโดรเจนให้เรือ

[บทความต้นฉบับ]

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเครื่องปฏิเสธดีเซลขึ้น และอธิบายว่าเป็นระบบเครื่องปฏิเสธเซลล์เชื้อเพลิงขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งสามารถแปลงเชื้อเพลิงเป็นก๊าซที่มีไฮโดรเจนสูง เพื่อผลิตไฟฟ้า 25 กิโลวัตต์ (kW) ให้เรือ เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาโดย Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems (IMM) ตั้งอยู่ใน Mainz ประเทศเยอรมนี และได้รับทุนจากโครงการนวัตกรรมกลางของธุรกิจขนาดกลางและขนาดเล็ก (ZIM) ของเยอรมนี เป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัย DIMARIT ซึ่งมุ่งเน้นการผลิตไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการประยุกต์ใช้ทางทะเล

ระบบดังกล่าวช่วยให้เรือสามารถผลิตไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องมีถังเก็บไฮโดรเจนเพิ่มเติม ทีมวางแผนที่จะแสดงเครื่องปฏิเสธนี้ในงาน Hydrogen Technology World Expo ที่ Hamburg ในวันที่ 20 ถึง 22 ตุลาคม 2026

ศักยภาพในการประยุกต์ใช้ทางทหาร

ตามที่ทีมระบุ เทคโนโลยีนี้อาจมีคุณค่าเชิงปฏิบัติสำหรับการปฏิบัติการทหารด้วย เนื่องจากสร้างเสียงและความร้อนน้อยกว่า นักวิจัยกล่าวว่า: "เครื่องปฏิเสธแปลงเชื้อเพลิงบนเรือเป็นก๊าซ ซึ่งจะผ่านการประมวลผลเพิ่มเติมก่อนจ่ายให้เซลล์เชื้อเพลิง"

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสร้างไฟฟ้าผ่านการทำปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยไม่ต้องเผาไหม้ ต่างจากเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่ผลิตไฟฟ้าผ่านการเผาไหม้เชื้อเพลิง อย่างไรก็ตาม การจัดหาไฮโดรเจนให้อาจเผชิญความยากลำบาก โดยเฉพาะบนเรือที่มีพื้นที่จำกัด นอกจากนี้ ไฮโดรเจนต้องการถังเก็บเฉพาะ ซึ่งจะใช้พื้นที่ที่มีค่า และเพิ่มความซับซ้อนของระบบพลังงานบนเรือ

เครื่องปฏิเสธของทีมแก้ไขปัญหานี้โดยการแปลงดีเซลที่เก็บอยู่บนเรือเป็นก๊าซที่มีไฮโดรเจนสูง ก๊าซดังกล่าวต้องผ่านการประมวลผลเพิ่มเติมก่อนจะนำไปใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง ดังนั้น เซลล์เชื้อเพลิงจึงสามารถผลิตไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องเก็บไฮโดรเจนแยกต่างหาก ในระหว่างโครงการ ทีมได้ศึกษาว่ากระบวนการแปลงในขั้นตอนต่างๆ ทำงานร่วมกันอย่างไร และสำรวจวิธีจัดการความร้อน เพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบของระบบทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ พวกเขายังกำลังประเมินความเป็นไปได้ในการใช้เชื้อเพลิงดีเซลสังเคราะห์ในเครื่องปฏิเสธ ซึ่งหมายความว่าระบบนี้ในที่สุดอาจสามารถใช้ดีเซลแบบดั้งเดิมและเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่เหมาะสมพร้อมกันได้

ข้อได้เปรียบและความท้าทายของเทคโนโลยี

Fraunhofer IMM ระบุว่า เทคโนโลยีนี้อาจมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในสาขาทหาร เนื่องจากอุปกรณ์ทหารมักต้องการพลังงานที่น่าเชื่อถือในพื้นที่ที่โครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าทั่วไปมีจำกัด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลแบบดั้งเดิมจะสร้างเสียงและความร้อนค่อนข้างมาก ทำให้ตำแหน่งทหารง่ายต่อการถูกตรวจจับ ในขณะที่ระบบเซลล์เชื้อเพลิงเครื่องปฏิเสธดีเซลรุ่นใหม่สามารถให้ทางเลือกที่เงียบกว่าได้ เนื่องจากมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่า สามารถลดเสียงและการปล่อยความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ ทีมวิจัยได้อธิบายรายละเอียดในข่าวประชาสัมพันธ์ว่า: "เมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์ ระบบนี้ต้องการชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่า สามารถลดลักษณะทางเสียงและความร้อนได้"

การประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้รวมถึงการจ่ายไฟฟ้าให้ยานพาหนะควบคุมและเฝ้าระวัง หรือค่ายพักแรมในพื้นที่ป่า

ความพร้อมของเชื้อเพลิงและน้ำหนักของอุปกรณ์ก็สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทางทหาร เนื่องจากดีเซลได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางโดยกองทัพแล้ว การแปลงมันเป็นก๊าซที่มีไฮโดรเจนสูงจึงให้ข้อได้เปรียบหลายประการ ทีมสรุปว่า: "นอกจากความพร้อมของเชื้อเพลิงแล้ว การปล่อยเสียงต่ำ การผลิตความร้อนต่ำ และน้ำหนักเบาก็เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในด้านนี้" ในงานนิทรรศการ Fraunhofer IMM จะแสดงเทคโนโลยีนี้ พร้อมกับเครื่องปฏิเสธเมทานอล เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนจากแอมโมเนีย และเทคโนโลยีการมีเทนเนชั่นของคาร์บอนไดออกไซด์