วันพุธที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2554

ถ่านชีวภาพ ( Biochar )

ถ่านชีวภาพ
 Biochar
ถ่านชีวภาพ หรือ Biochar
ไบโอชาร์ (Biochar) อีกหนึ่งทางเลือกใหม่ในการผลิตพลังงาน


     เครื่องเผาไหม้ไบโอชาร์ที่เป็นอีกหนึ่งทางเลือกใหม่ในการแก้ปญัหาสิ่งแวดล้อม เช่น การสร้างพลังงาน ผลิตภัณฑ์อาหารและการลดภาวะโลกร้อน วิศวกรนักวิจัยไบอัน ไบเบน หนึ่งในนักวิจัยที่ทำการค้นคว้าเกี่ยวกับการรีไซเคิลคาร์บอนในแบบต่างๆ ซึ่งขณะนี้นายไบเบนได้ให้ความสนใจ “ถ่านชีวภาพ หรือ Biochar” เป็นอย่างมาก ถ่านชีวภาพชนิดนี้ทำมาจากของเสียจากสิ่งมีชีวิต (organic waste) ที่มีลักษณะเหมือนถ่านหินที่มีรูพรุน ซึ่งสสารเหล่านั้นอาจจะได้มาจากซากต้นไม้ การเพาะปลูกหรือมูลสัตว์ เช่น เศษไม้ ซางข้าวโพด เปลือกถัว่ลิสงหรือแม้แต่ปุ๋ยมูลสัตว์ที่ได้จากสัตว์

     ถ่านชีวภาพหรือไบโอชาร์นั้นได้รับการพิจารณาจากนักวิทยาศาสตร์ทัง้หลายให้เป็นเสมือนทองสีดำของชาวเกษตรกรรมด้วยคุณสมบัติที่มีสารคาร์บอนสูงและมีรูพรุนตามธรรมชาติช่วยให้ไบโอชาร์สามารถอุ้มน้ำและธาตุต่างๆรวมถึงการป้องกันจุลินทรีย์ที่อยู่ในดิน อีกทัง้ยังเป็นการเพิ่มการย่อยสลายและแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เอาไว้ในดิน ในขณะที่ไบโอชาร์ทำหน้าที่เสมือนกับอ่างคาร์บอนธรรมชาติ ไบโอชาร์ช่วยในการทำความสะอาดอากาศได้ 2 ทาง คือ การป้องกันการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของสารชีวภาพขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศและการช่วยให้พืชดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างช้าๆในขณะที่พืชสังเคราะห์แสง

     ขั้นตอนของกระบวนการเผาไหม้ของไบโอชาร์สามารถนำไปสู่การผลิตวัสดุอื่นๆ ก๊าซส่วนหนึ่งที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการสามารถเปลี่ยนไปเป็นกระแสไฟฟ้าได้ ส่วนก๊าซอีกส่วนหนึ่งสามารถถูกหลอมเพื่อให้เปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิง จากคุณสมบัติดังกล่าวจึงทำให้มวลชีวภาพทีร่าพรีต้าช่วยป้องกันการทำลายสภาพป่าในการเกษตรกรรม และในปจัจุบันก็ยังมีการทำการทดลองขนาดใหญ่เพื่อที่จะนำเทคโนโลยีไบโอชาร์ไปใช้งานในระดับที่มีขนาดใหญ่ขึ้น นักวิจัยมีความเชื่อว่ามวลสารชีวภาพที่พัฒนาออกมาในรูปแบบของไบโอชาร์ยังสามารถได้รับการพัฒนาเพื่อการพาณิชย์ในด้านต่างๆ เช่น เชื้อเพลิงชีวภาพ กระแสไฟฟ้า การสกัดสารชีวภาพและองค์ประกอบของยา

ไบโอชาร์ (Biochar) อีกหนึ่ งทางเลือกใหม่ในการผลิตพลังงาน

     ในบริเวณมหาวิทยาลัยจอร์เจีย เครื ่องเผาไหม้ไบโอชาร์ที่เป็นอีกหนึ่งทางเลือกใหม่ในการแก้ปัญหา
สิ่งแวดล้อม เช่น การสร้างพลังงาน ผลิตภัณฑ์อาหารและการลดภาวะโลกร้อน วิศวกรนักวิจัยไบอัน ไบเบน หนึ่งในนักวิจัยที่ทําการค้นคว้าเกี่ยวกับการรีไซเคิลคาร์บอนในแบบต่างๆ ซึ ่งขณะนี้นายไบเบนได้ให้ความสนใจ “ถ่านชีวภาพ หรือ Biochar” เป็นอย่างมาก ถ่านชีวภาพชนิดนี้ทํามาจากของเสียจากสิ่งมีชีวิต (organic waste) ที่มีลักษณะเหมือนถ่านหินที ่มีรูพรุน ซึ่งสสารเหล่านั ้นอาจจะได้มาจากซากต้นไม้ การเพาะปลูกหรือมูลสัตว์ เช่นเศษไม้ ซางข้าวโพด เปลือกถั ่วลิสงหรือแม้แต่ปุ ๋ ยมูลสัตว์ที่ได้จากสัตว์
    นายไบเบนได้นํ าเอาสสารต่างๆข้างต้นใส่เข้าไปในเครื่องที่มีลักษณะเหมือนถังแปดเหลี ่ยมที่สามารถให้ความร้อนด้วยอุ ณหภูมิสู งมากๆซึ่งในบางกรณีต้องมีความร้อนสูงมากเกินกว่า 1000 องศาฟาเรนไฮด์ สสารเหล่ านั ้นจะถูกให้ความร้ อนผ่านกระบวนการย่อยสลายด้ วยการให้ความร้อนทางเคมีเรียกว่ า ไพโรไลซิส  (Pyrolysis) หลังจากผ่านกระบวนการดังกล่าวภายในไม่กี่ชั่วโมง สสารจากสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นจะถูกเปลี ่ยนไปเป็นวัตถุที่มีลักษณะกลมเหมือนถ่านหินซึ่งชาวไร่สามารถใช้สสารเหล่านี้เป็นปุ ๋ ยและก๊ าซที ่ได้จากกระบวน การนี้สามารถให้พลังงานไฟฟ้ าแก่รถยนต์ได้
ขบวนการ ไพโรไลซิส
     ถ่านชีวภาพหรือไบโอชาร์นั้นได้รับการพิจารณาจากนักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายให้เป็ นเสมือนทองสีดําของชาวเกษตรกรรม ด้วยคุณสมบัติที่มีสารคาร์บอนสูงและมีรูพรุนตามธรรมชาติช่วยให้ไบโอชาร์สามารถอุ้มน้ำและธาตุต่างๆรวมถึงการป้องกันจุลินทรีย์ที่อยู่ในดิน อีกทั้งยังเป็นการเพิ่มการย่อยสลายและแยกก๊าซคาร์บอนได-ออกไซด์เอาไว้ในดิน ในขณะที ่ไบโอชาร์ทําหน้าที ่เสมือนกับอ่างคาร์บอนธรรมชาติ ไบโอชาร์ช่วยในการทําความสะอาดอากาศได้ 2 ทาง คือ การป้ องกันการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของสารชีวภาพขึ ้นสู่ชั ้นบรรยากาศและการช่วยให้พืชดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างช้าๆในขณะที่พืชสังเคราะห์แสง

     นายคริสโตเฟอร์ สไตเนอร์ หนึ่งในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นคว้าเกี่ยวกับไบโอชาร์ได้ให้ความเห็นว่า ไบโอชาร์ทําหน้าที่เหมือนบ่อคาร์บอนขนาดใหญ่ด้วยการเพิ่มธาตุคาร์บอนในตัวเอง จึงเป็ นผลทําให้เกิดการลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั ้นบรรยากาศ และเป็ นโอกาสที่ดีที่นักวิจัยจะใช้ไบโอชาร์ในการผลิตพลังงานซึ่งนายเจมส์ แฮนเซ่น (James Hansen) นักวิทยาศาสตร์จากองค์การนาซ่าได้ให้ความเห็นว่า ถ้าทั ่วโลกใช้ไบโอชาร์แล้วจะสามารถลดปริมาณระดับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็ นปริมาณ 8 ส่วนในหนึ่งล้านในระยะเวลา 50 ปี

     จากรายงานของสถาบันมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (National Oceanic and Atmospheric
Administration) รายงานว่าอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื ่ องของระดับคาร์บอนในอากาศเป็นเสมือนสัญญาณเตือนภัยมาตั้งแต่ช่วงปี 2523 และตั้งแต่ปี 2543 อัตราการลดปริมาณระดับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ ้น 2ส่วนในหนึ่งล้านส่วน จากรายงานดังกล่าวอัตราการลดปริมาณระดับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น 1.5ส่วนในหนึ่งล้านต่อปี

     ขั ้นตอนของกระบวนการเผาไหม้ของไบโอชาร์สามารถนําไปสู่การผลิตวัสดุอื่นๆ ก๊าซส่วนหนึ่งที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการสามารถเปลี่ยนไปเป็ นกระแสไฟฟ้ าได้ ส่วนก๊าซอีกส่วนหนึ่งสามารถถูกหลอมเพื่อให้เปลี่ยนเป็ นเชื้อเพลิง และยังมีการคิดค้นผลิตภัณฑ์ที่สามารถผลิตได้จากไบโอชาร์นี้ในบริษัทเอกชนในเมืองเอเธนส์มลรัฐจอร์เจีย ในอดีตนับหลายร้อยปีมาแล้วชนพื้นเมืองในแถบอเมริกาใต้ที่อาศัยอยู่บริเวณลุ่มนํ้าอเมซอนได้ใช้มูลสัตว์และไม้ในการทําทีร่าพรีต้า (Terra preta) ซึ่งชาวพื้นเมืองในโปรตุเกสได้ให้ความหมายว่าโลกดํา (black earth) ซึ ่งหมายถึงสีของดินที่ได้นั ้นมีสีคลํ้าจนเกือบดํา จากนั้นดินทีร่าพรีต้านี้ยังคงมีแร่ธาตุที่อุดมสมบูรณ์โดยที่ไม่ต้องใส่ปุ ๋ ยหรือแร่ธาตุใดๆ เพิ่มเข้าไป
     จากคุณสมบัติดังกล่าวจึงทําให้มวลชีวภาพทีร่าพรีต้าช่วยป้ องกันการทําลายสภาพป่าในการเกษตร
กรรมและในปัจจุบันก็ยังมีการทําการทดลองขนาดใหญ่เพื่อที่จะนํ าเทคโนโลยีไบโอชาร์ไปใช้งานในระดับที่มีขนาดใหญ่ขึ้น นักวิจัยมีความเชื่อว่ามวลสารชีวภาพที่พัฒนาออกมาในรูปแบบของไบโอชาร์ยังสามารถได้รับการพัฒนาเพื่อการพาณิชย์ในด้านต่างๆ เช่น เชื้อเพลิงชีวภาพ กระแสไฟฟ้ า การสกัดสารชีวภาพและองค์ประกอบของยา

***********************

ที่มา :  http://www.stks.or.th/blog/?p=7152
ติดตามอ่านเพิ่มเติมได้ที่: http://www.nstda.or.th/index.php/nstda-doc-archives/doc_download/268—-42552

***********************

ไพโรไลซิส
Pyrolysis


     คำว่า Pyrolysis เป็นภาษากรีก ที่ได้จาก องค์ประกอบของคำว่า  pyr  ซึ่งแปลว่า "ไฟ"  และ   lysis  ซึ่งแปลว่า "แยก" นำเอาสองคำดังกล่าวมาผสมกันเข้าเป็น Pyrolysis

      ถ้าแปลเป็นภาษาไทย ก็คงหมายความว่าการแยกส่วนประกอบของอินทรีย์วัตถุต่าง ๆ ให้แยกออกจากกันด้วยไฟหรือความร้อน โดยไม่ให้อินทรีย์วัตถุนั้นติดไฟ  ส่วนประกอบของอินทรีย์วัตถุต่าง ๆ ค่อย ๆ แตกตัว แยกตัวออกจากกันตามอุณหภูมิที่ได้รับ

      การแตกตัวและการแยกส่วนประกอบของอินทรีย์วัตถุตามขบวนการ Pyrolysis จึงต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะที่สามารถควบคุมขบวนการแปลี่ยนแปลงในขั้นตอนต่าง ๆ ได้


ถ่านชีวภาพ
Biochar

     ถ่านชีวภาพ หรือ Biochar คือ ผลผลิตหนึ่งที่ได้จากขบวนการ Pyrolysis  ของอินทรีย์วัตถุที่นำมาเป็นวัตถุดิบในขบวนการ  เช่น ไม้ เนื่อสัตว์ มูลสัตว์ เศษขยะ ยางรถยนต์ ฯลฯ ใช้อุณหภูมมากกว่า  430 °C (800 °F). ขบวนการ Pyrolysis ของไม้ ใช้อุณภูมิ ประมาณ  200–300 °C (390–570 °F)

ดูรายละเอียดใน : http://en.wikipedia.org/wiki/Pyrolysis
เฒ่าเผาถ่านพิทักษ์โลก

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็น