มีเทนและเซลล์เชื้อเพลิง

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง มีเทนและเซลล์เชื้อเพลิง

มีเทน vs. เซลล์เชื้อเพลิง

มีเทน (Methane) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนพวกแอลเคน สูตรเคมี คือ CH4 เป็นแก๊สไม่มีสี ติดไฟได้ เป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของแก๊สธรรมชาติ แก๊สมีเทนอาจได้มาจากการหมักมูลสัตว์และนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงราคาถูก ก๊าซมีเทนอาจพบได้ในชั้นถ่านหิน (Coal Bed Methane) โดยจากกระบวนการเกิดถ่านหินทำให้ก๊าซสะสมตัวและกักเก็บอยู่ในช่องว่างในเนื้อถ่านหิน. Toyota FCHV ใช้เซลล์เชื้อเพลิง proton-conducting fuel cell) เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานเคมีจากเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งให้เป็นกระแสไฟฟ้าผ่านทางปฏิกิริยาเคมีของไอออนของไฮโดรเจนประจุบวกกับอ๊อกซิเจนหรือตัวทำอ๊อกซิเดชันอื่น เซลล์เชื้อเพลิงแตกต่างจากแบตเตอรี่ที่ว่ามันต้องการแหล่งจ่ายเชื้อเพลิงและอ๊อกซิเจนหรืออากาศอย่างต่อเนื่องเพื่อความยั่งยืนของปฏิกิริยาเคมี ในขณะที่ในแบตเตอรี่สารเคมีภายในจะทำปฏิกิริยาต่อกันเพื่อผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) เซลล์เชื้อเพลิงสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องนานเท่าที่เชื้อเพลิงและอ๊อกซิเจนหรืออากาศยังคงถูกใส่เข้าไป ไม่เหมือนกับแบตเตอรี่ที่จะหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้าถ้าสารเคมีหมดอายุการใช้งาน เซลล์เชื้อเพลิงครั้งแรกถูกคิดค้นในปี 1838 เซลล์เชื้อเพลิงเชิงพาณิชย์ครั้งแรกถูกใช้มากว่าหนึ่งศตวรรษต่อมาในโครงการอวกาศของ นาซ่า ที่จะผลิตพลังงานให้กับดาวเทียมและแคปซูลอวกาศ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาเซลล์เชื้อเพลิงถูกนำมาใช้ในงานที่หลากหลายอื่น ๆ เซลล์เชื้อเพลิงถูกใช้สำหรับพลังงานหลักและพลังงานสำรองเพื่อการพาณิชย์ อุตสาหกรรมและอาคารที่อยู่อาศัยและในพื้นที่ห่างไกลและไม่สามารถเข้าถึงได้ พวกมันยังถูกใช้เพื่อให้พลังงานกับยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิง รวมทั้งรถยก, รถยนต์, รถโดยสาร, เรือ, รถจักรยานยนต์และเรือดำน้ำ เซลล์เชื้อเพลิงมีอยู่หลายชนิด ทุกชนิดประกอบด้วยแอโนด แคโทดและอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์จะยอมให้ไอออนไฮโดรเจนประจุบวก (หรือโปรตอน) สามารถเคลื่อนที่ได้จากแอโนดไปแคโทดของเซลล์เชื้อเพลิง แอโนดและแคโทดประกอบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้เชื้อเพลิงเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่สร้างไอออนไฮโดรเจนประจุบวกและอิเล็กตรอน ไอออนไฮโดรเจนจะถูกดึงผ่านอิเล็กโทรไลต์หลังจากการเกิดปฏิกิริยาและเคลื่อนที่ไปยังแคโทด ในขณะเดียวกันอิเล็กตรอนที่เหลือจากอะตอมของไฮโดรเจนจะถูกดึงจากแอโนดไปยังแคโทดผ่านวงจรภายนอก ทำให้เกิดกระแสตรง ที่แคโทดไอออนไฮโดรเจน อิเล็กตรอนและออกซิเจนทำปฏิกิริยากันก่อตัวเป็นน้ำ เนื่องจากความแตกต่างหลักระหว่างเซลล์เชื้อเพลิงในแต่ละประเภทคืออิเล็กโทรไลต์ เซลล์เชื้อเพลิงจึงถูกแยกประเภทตามชนิดของอิเล็กโทรไลต์ที่พวกมันใช้ และแยกตามระยะเวลาเริ่มต้นตั้งแต่ 1 วินาทีสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงเยื่อหุ้มแลกเปลี่ยนโปรตอน (solid oxide fuel cell (SOFC)) เซลล์เชื้อเพลิงเดี่ยว ๆ จะผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันขนาดค่อนข้างเล็ก ประมาณ 0.7 โวลต์ ดังนั้นเซลล์จึงต้องวาง "ซ้อน" กัน หรือถูกวางเรียงกันเป็นแถว เพื่อที่จะสร้างแรงดันเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของการใช้งาน นอกเหนือไปจากกระแสไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงยังผลิตน้ำ ความร้อนและ(ขึ้นอยู่กับแหล่งเชื้อเพลิง)ปริมาณขนาดเล็กมากของก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ และก๊าซอื่นๆ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเซลล์เชื้อเพลิงโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 40-60% หรือสูงขึ้นถึง 85% ในการผลิตแบบความร้อนร่วม (cogeneration) ถ้าความร้อนที่เหลือทิ้งถูกนำกลับมาใช้งานอีก ตลาดของเซลล์เชื้อเพลิงกำลังเจริญเติบโตและบริษัท Pike Research ได้ประมาณการว่าตลาดเซลล์เชื้อเพลิงอยู่กับที่จะสูงถึง 50 GW ในปี 2020 สารตั้งต้นที่ใช้โดยทั่วไปในเซลล์เชื้อเพลิงได้แก่ ก๊าซไฮโดรเจนที่ด้านแอโนด และก๊าซออกซิเจนที่ด้านแคโทด (เซลล์ไฮโดรเจน) โดยปกติแล้วเมื่อมีสารตั้งต้นไหลเข้าสู่ระบบ สารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นก็จะไหลออกจะระบบไปด้วย ดังนั้นการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงจึงดำเนินต่อไปได้เรื่อยๆ ตราบเท่าที่เราสามารถควบคุมการไหลได้ เซลล์เชื้อเพลิงมักจะถูกมองว่าเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและปราศจากมลพิษ เมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิง เช่น มีเทนและก๊าซธรรมชาติ ซึ่งทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ ผลิตภัณฑ์อย่างเดียวที่เกิดจากการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงคือน้ำ อย่างไรก็ตามยังมีความกังวลอยู่ในขั้นตอนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนซึ่งใช้พลังงานมาก การผลิตไฮโดรเจนจำเป็นต้องใช้วัตถุดิบที่มีไฮโดรเจน เช่น น้ำ หรือ เชื้อเพลิงอื่นๆ นอกจากนั้นยังต้องใช้ไฟฟ้าซึ่งก็ก็ผลิตมาจากแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม ได้แก่ น้ำมัน ถ่านหิน หรือแม้แต่พลังงานนิวเคลียร์ ในขณะที่พลังงานทางเลือกเช่น ลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ก็อาจสามารถใช้ได้ แต่ราคาก็ยังสูงมากในปัจจุบัน ดังนั้นเราจึงยังไม่อาจกล่าวได้ว่าเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงเป็นอิสระจากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ จนกว่าเราจะสามารถหาวิธีการผลิตไฮโดรเจนปริมาณมากด้วยพลังงานทดแทนหรือพลังงานนิวเคลียร.

แก๊สธรรมชาติ

ประเทศผู้ผลิตแก๊สธรรมชาติ แก๊สธรรมชาติ (Natural gas) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและคาร์บอนที่เกิดจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์ประเภทจุลินทรีย์ที่มีอายุหลายร้อยล้านปี ซึ่งสามารถแยกส่วนประกอบได้ เป็นมีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เพนเทน เป็นต้น หรือ หมายถึง ปิโตรเลียมที่มีสภาพเป็นแก๊ส ณ ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน 15.6 องศาเซลเซียส และ 101 กิโลปาสคาล โดยในแหล่งธรรมชาติอาจมีเฉพาะ มีเทน หรือ อีเทนล้วนหรืออาจ เจือปนโพรเพน และบิวเทนในบางแหล่ง ซึ่งถ้าแยกโพรเพน และบิวเทน ออกมาบรรจุลงในถังแก๊ส เรียกว่า แก๊สปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas) หรือ LPG หรือ แก๊สหุงต้ม แก๊สธรรมชาติไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีสารพิษ ถือว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ปลอดภัยสูงสุดผลิตภัณฑ์หนึ่งในปัจจุบัน เมื่อเผาไหม้แล้วจะเป็นเชื้อเพลิงสะอาดและส่งผลกระทบแก่สิ่งแวดล้อมน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันเตาและแก๊สหุงต้ม ด้วยเหตุนี้หลายประเทศจึงนิยมใช้แก๊สธรรมชาติ โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกตามสมบัติทางเทคนิคได้ 4 ประเภท ดังนี้ 1.

มีเทนและแก๊สธรรมชาติ · เซลล์เชื้อเพลิงและแก๊สธรรมชาติ · ดูเพิ่มเติม »

เมทานอล

มทานอล (methanol) หรือ เมทิลแอลกอฮอล์ (methyl alcohol) มีสูตรโครงสร้างแบบย่อ CH3OH เป็นของเหลวใส ระเหยง่าย เป็นพิษ นิยมใช้เป็นตัวทำละลาย และใช้เป็นเชื้อเพลิง ในธรรมชาติ เมทานอลเป็นผลิตภัณฑ์จากการสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนของแบคทีเรียหลายชนิด (ดูการผลิตเมทานอลจากของเสียเพื่อทำเป็นก๊าซชีวภาพ) ซึ่งเมทานอลจะระเหยออกสู่อากาศภายนอก แล้วสลายตัวได้คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ หากเราเผาเมทานอลกับอากาศ จะได้คาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำ ดังสมการด้านล่างนี้ ซึ่งเปลวไฟที่ได้จากการเผาเกือบจะมองไม่เห็นเลย ดังนั้นจึงควรระมัดระวังหากมีการใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิง นอกจากนี้เมทานอลยังใช้ผสมเอทานอล เพื่อมิให้สามารถรับประทานได้ (denatured alcohol) ทั้งนี้เพื่อประโยชน์ในทางภาษีอากร.

มีเทนและเมทานอล · เซลล์เชื้อเพลิงและเมทานอล · ดูเพิ่มเติม »