Proceeding2562

1270 การประชุมวิชาการระดับชาติมหาวิทยาลัยทักษิณ ครั้งที่ 29 ประจ�ำปี 2562 วิจัยและนวัตกรรมเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน บทนา ในปัจจุบันความต้องการพลังงานเพื่อใช้ในชีวิตประจ้าวันเพิ่มมากขึนตามความต้องการของประชากรโลกที่เพิ่มขึน ซึ่ง พลังงานที่ใช้เป็นพลังงานหลักในปัจจุบันเป็นพลังงานจากฟอสซิล แต่เนื่องจากการเผาไหม้ของเชือเพลิงฟอสซิลนอกจากจะให้ พลังงานแล้วยังก่อให้เกิดแก๊สเรือนกระจก ซึ่งเป็นปัญหาส้าคัญในปัจจุบัน ดังนันการแก้ไขปัญหาการเกิดภาวะเรือนกระจกนอกจาก การรณรงค์ให้ใช้เชือเพลิงฟอสซิลให้น้อยลงและเกิดประโยชน์สูงสุดแล้ว จ้าต้องหาพลังงานจากแหล่งอื่นมาทดแทน ซึ่งพลังงาน ทดแทนนีต้องเป็นพลังงานสะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และให้พลังงานสูง [1] พลังงานทดแทนที่ได้รับความสนใจอย่าง แพร่หลายในปัจจุบันได้แก่ พลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น และอีกหนึ่งทางเลือกในการใช้เป็นพลังงานทดแทน คือ พลังงานจากไฮโดรเจน เนื่องจากแก๊สไฮโดรเจน (H 2 ) นันเป็นพลังงานสะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ให้พลังงานสูง การเผาไหม้ ของไฮโดรเจนจะได้ผลผลิตเป็นเพียงน ้าและพลังงานความร้อน ปราศจากแก๊สที่ก่อให้เกิดแก๊สเรือนกระจก [2] ด้วยเหตุผลดังกล่าวแก๊สไฮโดรเจนจึงได้รับความสนใจมากขึน เนื่องจากเป็นเชือเพลิงที่สะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถผลิตได้จากแก๊สชีวภาพ จากบ่อของเสียจากมูลสัตว์ในการปศุสัตว์ เนื่องจากองค์ประกอบหลักของแก๊สชีวภาพ คือ แก๊ส มีเทน (CH 4 ) สามารถให้แก๊สไฮโดรเจนได้สูง ซึ่งแก๊สชีวภาพประกอบด้วยแก๊สมีเทนประมาณ 65-70 % แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ประมาณ 30-35 % ที่เหลือเป็นแก๊สชนิดอื่น ๆ เช่น แก๊สไนโตรเจน (N 2 ) แก๊สออกซิเจน (O 2 ) แก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) เป็นต้น [3] นอกจากนีได้มีการพัฒนากระบวนการผลิตแก๊สชีวภาพที่เป็นแหล่งให้พลังงานความร้อน เพื่อใช้แทนแก๊สหุงต้มใน ครัวเรือนจากเศษอาหารและน ้าเสียที่มาจากกระบวนการท้ายางแผ่นยางพารา [4] ในปัจจุบันองค์ความรู้ทางด้านเคมีพลาสมาสามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนได้ เนื่องจาก กระบวนการพลาสมาดิสชาร์จนันเกิดปฏิกิริยาเคมีสูง ใช้เวลาการเกิดปฏิกิริยาไม่นานนัก กระบวนการพลาสมาดิสชาร์จจึงได้รับ ความสนใจเพิ่มมากขึนในการใช้ผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากแก๊สชีวภาพ [5] ซึ่งกระบวนการพลาสมาดิสชาร์จ ได้มีการศึกษาในหลาย รูปแบบด้วยกัน เช่น พลาสมาความร้อน (thermal plasma) ดิสชาร์จแบบไดอิเล็กทริกขวางกัน (dielectric barrier discharge; DBD) โคโรนาดิสชาร์จ (corona discharge) และ ดิสชาร์จเรืองแสง (glow discharge) เป็นต้น งานวิจัยนีมีความมุ่งหมายเพื่อศึกษาการเปลี่ยนรูปแก๊สมีเทน ด้วยกระบวนการพลาสมาดิสชาร์จแบบมีไดอิเล็กทริกขวางกัน ที่ความดันบรรยากาศ การดิสชาร์จแบบมีไดอิเล็กทริกขวางกันเป็นลักษณะหนึ่งของการดิสชาร์จทางไฟฟ้าที่ระหว่างขัวไฟฟ้ามีวัสดุ ที่มีคุณสมบัติไดอิเล็กทริกขวางกันอยู่ เพื่อท้าให้กระแสกระจายกันอย่างสม่้าเสมอ และเป็นการเพิ่มเบรกดาวน์ทางไฟฟ้าให้สูงขึน ด้วย ซึ่งระบบนีมีรูปทรงแตกต่างกันออกไปแล้วแต่การออกแบบ เมื่อป้อนแก๊สเข้าไปในระบบนีก็จะท้าให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีขึนก็ จะได้แก๊สชนิดใหม่ และเนื่องจากระบบนีไม่มีความซับซ้อนของระบบ และไม่จ้าเป็นต้องปฏิบัติงานภายใต้ระบบสุญญากาศท้าให้ ค่าใช้จ่ายลดน้อยลง [6] โดยศึกษาการเปลี่ยนรูปแก๊สมีเทนไปเป็นแก๊สไฮโดรเจน จากการป้อนแก๊สมีเทนบริสุทธิ์ และแก๊สมีเทน ผสมแก๊สชนิดอื่นอีก 3 ชนิด ได้แก่ แก๊สอาร์กอน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และอากาศ เนื่องจากผู้วิจัยได้เริ่มด้าเนินการวิจัยเกี่ยวกับ การผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากแก๊สมีเทนและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการดิสชาร์จเป็นครังแรก จึงเริ่มด้าเนินการวิจัยโดยใช้แก๊ส มีเทนทางการค้าที่มีความบริสุทธิ์สูง 99.999% ในการวิจัย วิธีดาเนินการ แผนผังการจัดอุปกรณ์การทดลองดังแสดงในรูปที่ 1 ประกอบด้วยห้องพลาสมาแบบทรงกระบอกแกนร่วม แหล่งจ่ายไฟฟ้า กระแสสลับแรงดันสูง (Cool Neon: NEON POWER SUPPLY) ขนาดศักย์ไฟฟ้าไฟฟ้าขาออก 0 – 8 kV และความถี่ 25 kHz และ แก๊สที่ใช้ในการทดลอง (CH 4 , CO 2 , Ar, Air) ห้องพลาสมาประกอบด้วยท่อแก้ว Pyrex หนา 1 mm ยาว 20 cm ขนาด เส้นผ่าศูนย์กลางภายใน 10 mm และขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก 12 mm ในส่วนขัวไฟฟ้าภายในและขัวไฟฟ้าภายนอก ขัวไฟฟ้าภายในใช้แท่งโลหะไร้สนิมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 7.5 mm ขัวไฟฟ้าภายนอกใช้แผ่นอลูมิเนียมบางหุ้มท่อแก้ว Pyrex มี ช่องว่างของการดิสชาร์จ 1.25 mm ปริมาตรภายในห้องพลาสมาเท่ากับ 6,875 mm 3