การประยุกต์ใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจน

      การกลั่นน้ำมันปิโตรเลียม: ไฮโดรเจนถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการเปลี่ยนหรือปรับปรุงคุณภาพน้ำมันดิบเพื่อผลิตเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกนำมาเป็นสารตั้งต้นเพื่อกำจัดสารซัลเฟอร์ในน้ำมันซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ เช่น ฝนกรด นอกจากนี้ไฮโดรเจนยังถูก นำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการ Hydrodealkylation เพื่อเปลี่ยนโทลูอีนให้เป็นเบนซินและมีเทน เป็นต้น

เซลล์เชื้อเพลิง

ไฮโดรเจนถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันและออกซิเดชันในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ทำให้เกิดเป็นกระแสไฟฟ้าขึ้น โดยถือเป็นการผลิตที่สะอาด เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการผลิตคือ น้ำ และไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

อุตสาหกรรมอาหาร

ในอุตสาหกรรมอาหารมีการเติมไฮโดรเจนเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของกรดไขมันไม่อิ่มตัวในไขมันสัตว์และน้ำมันพืชให้กลายเป็นกรดไขมันอิ่มตัว เพื่อใช้ในการผลิตเนยขาว เนยถั่วและเนยเทียม เป็นต้น

เภสัชภัณฑ์: ในอุตสาหกรรมเภสัชภัณฑ์ได้ใช้ไฮโดรเจนเป็นสารตั้งต้นเพื่อผลิต Sorbitol ซึ่งเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ ซึ่งนำไปใช้ผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง วัสดุประสาน และสารตึงผิว เป็นต้น

อุตสาหกรรมโลหะ: นอกจากนี้ยังมีการใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจนอย่างกว้างขวางในทางวิศวกรรมโดยถูกใช้เป็นก๊าซป้องกันในการเชื่อม เช่น ในการผลิตสแตนเลส โดยปกติไฮโดรเจนจะถูกผสมกับอาร์กอนเพื่อใช้สำหรับการเชื่อมสแตนเลส นอกจากนี้ยังถูกใช้ในกระบวนการตัดโลหะต่าง ๆ

การบินและอวกาศ

ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของก๊าซไฮโดรเจน คือ น้ำหนักเบา และ เป็นแหล่งพลังงานสะอาด ซึ่งเซลล์เชื้อเพลิง 2 ชนิดที่เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ คือ เซลล์เชื้อเพลิงProton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) และเซลล์เชื้อเพลิง Solid Oxide Fuel Cell(SOFC)

ข้อจำกัดของการใช้พลังงานไฮโดรเจน 

      ถึงแม้ไฮโดรเจนจะมีประโยชน์หลายประการ เช่น ไฮโดรเจนสามารถสังเคราะห์ได้จากวัตถุดิบตาม ธรรมชาติหลากหลายประเภท และเมื่อเกิดการเผาไหม้จะมีเพียงน้ำและออกซิเจนเท่านั้นที่เป็นผล พลอยได้โดยปราศจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนยังให้ค่าพลังงานเชื้อเพลิงที่สูงกว่า ค่าพลังงานชนิดอื่น และไม่ก่อให้เกิดกลุ่มควันฝุ่นละออง อีกทั้งยังสามารถประยุกต์ใช้กับงานที่ใช้ พลังงานดั้งเดิมได้ แต่การใช้พลังงานไฮโดรเจนก็มีข้อจำกัดเช่นกัน ซึ่งสามารถสรุปได้

ดังนี้ 

การจัดเก็บและขนส่ง

เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และยังมีคุณสมบัติใน การกัดกร่อน จึงทำให้ยากที่จะเก็บและขนส่ง 

ต้นทุนสูง

ในการผลิตพลังงานไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งปราศจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Electrolyzer ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจน และออกซิเจนโดยใช้กระแสไฟฟ้า โดยอุปกรณ์นี้มีต้นทุนสูง แต่ราคาของอุปกรณ์ดังกล่าวก้มีแนวโน้มที่ จะลดลงเรื่อย ๆ 

การใช้เทคโนโลยีขั้นสูง

ในการเปลี่ยนวิธีผลิตกระแสไฟฟ้าจากการใช้ก๊าซธรรมชาติมาใช้พลังงาน ไฮโดรเจนจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงขึ้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพเท่าเดิม

ไฮโดรเจนและการใช้งานพลังงานไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนถือเป็นธาตุที่มีปริมาณอยู่มากที่สุดในจักรวาลเท่าที่เรามีการตรวจสอบได้ และสามารถคงตัวอยู่ได้ทั้ง 3 สถานะ คือของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ไฮโดรเจนถือเป็นสารที่มีความไวไฟ และต้องการความระมัดระวังในการจัดเก็บ 

โดยมักอยู่ในรูปแบบถัง และรูปแบบของเหลวในอุณหภูมิต่ำ หรือการแปรรูปเป็นแอมโมเนียเพื่อจัดเก็บก็สามารถทำได้เช่นกัน

การใช้พลังงานไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเป็นพลังงานทดแทนมีการใช้งานมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 แล้ว และยังมีการประยุกต์ใช้งานมาอย่างต่อเนื่องในรูปแบบต่างๆ ทั้งในยานพาหนะและในครัวเรือน โดยในปัจจุบันไฮโดรเจนมักถูกใช้งานในสองรูปแบบหลักๆ คือ จุดระเบิดในเครื่องยนต์สันดาป ใช้งานในรูปแบบของเซลล์เชื้อเพลิง

ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของการใช้งานพลังงานไฮโดรเจนคือ “จรวด” ที่สมัยก่อนใช้พลังงานที่มาจากไฮโดรเจนเป็นหลักนั่นเอง นอกเหนือจากนั้นคืออยู่ในรูปแบบของเซลล์เชื้อเพลิง เพื่อประยุกต์เข้าใช้กับอุปกรณ์ต่างๆ

ข้อดีของพลังงานไฮโดรเจน

เป็นพลังงานสะอาด

การใช้งานเทียบเท่าพลังงานน้ำมัน
สามารถประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย