นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาทอลิก ลูเวน ที่เบลเยียม และมหาวิทยาลัยอูเทรคท์ ที่เนเธอร์แลนด์ ร่วมมือกันค้นพบวิธีการผลิตเชื้อเพลิงแบบใหม่ โดยน้ำมันเชื้อเพลิงชนิดใหม่นี้มีความสะอาดกว่าดีเซลปกติมาก นำไปใช้ในอุตสาหกกรมได้ และภายใน 5-10 ปีข้างหน้า เราอาจจะได้ใช้ดีเซลสะอาดชนิดใหม่นี้

การผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงมีความเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) สารเร่งปฏิกิริยานี้จะทำให้ปฏิกิริยาเคมีที่จะเปลี่ยนน้ำมันดิบให้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ในกรณีของดีเซล เพียงแค่ใส่ตัวเร่งปฏิกิริยาเม็ดเล็กๆลงไปก็ทำให้น้ำมันดิบเปลี่ยนโมเลกุลไปเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้งานได้

ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถมีหมู่ฟังก์ชันทางเคมีได้หนึ่งหมู่หรือมากกว่าก็ได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาในการศึกษาครั้งนี้มีหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่ซึ่งเป็นวัสดุที่ต่างกัน นั่นคือ โลหะ (แพลตินัม) และกรดในสถานะของแข็ง

ในช่วงที่ผลิตดีเซล โมเลกุลจะสะท้อนไปมาหน้าหลังระหว่างหมู่โลหะกับกด แต่ละครั้งที่โมเลกุลมาสัมผัสกับวัสดุใดวัสดุหนึ่ง ก็จะเปลี่ยนไปทีละน้อย และในตอนท้ายของกระบวนการ โมเลกุลก็พร้อมที่จะนำไปใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซล

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์มีสมมติฐานว่า หมู่โลหะและกรดในตัวเร่งปฏิกิรยาควรจะต้องเข้าใกล้กันให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ ซึ่งก็น่าจะทำให้กระบวนการผลิตดีเซลเร็วขึ้นได้โดยการทำให้โมเลกุลสะท้อนไปมาได้เร็วขึ้น แต่ล่าสุด ศาสตราจารย์โจฮาน มาร์เท่น (ลูเวน) และศาสตราจารย์ไคจน์ เดอ จอง (อูเทรคท์) ได้ค้นพบว่าสมมติฐานนี้ผิด

และพบว่า หากว่าหมู่ฟังก์ชันในตัวเร่งปฏิกิริยาต้องอยู่ห่างกันในระดับหนึ่ง ซึ่งเป็นระดับไม่กี่นาโนเมตร จึงทำให้ได้โมเลกุลที่สะอาด

"ผลการศึกษาของเราถือว่าตรงข้ามกับที่เราคาดไว้ ตอนแรกเราคิดว่าเราหยิบตัวอย่างมาผิดหรือไม่ก็เกิดความปกติขึ้นในการวิเคราะห์ของเรา" ศาสตราจารย์มาร์เท่น เผย

"เราจึงทำการทดลองซ้ำสามครั้งและสุดท้ายมาได้ข้อสรุปเหมือนกันทั้งหมดว่า ทฤษฎีในปัจจุบันนั้นผิด ระยะทางระหว่างหมู่ฟังก์ชันสองหมู่จะต้องอยู่ห่างกันด้วยระยะขั้นต่ำระยะหนึ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่ตรงข้ามกับที่อุตสาหกรรมทำมาตลอด 50 ปีเลย"

วิธีการใหม่นี้จะทำให้ใช้โมเลกุลในการผลิตดีเซลน้อยลง รถยนต์ที่วิ่งด้วยดีเซลสะอาดนี้จะผลิตมลภาวะและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงอย่างมาก และนักวิจัยยังได้พบว่า กระบวนการนี้สามารถนำไปต่อยอดเพื่อใช้ในอุตสาหกกรมได้ง่าย และน่าจะทำได้จนนำมาใช้กับรถได้ในอีก 5-10 ปีข้างหน้า

วิธีการใหม่นี้สามารถนำไปใช้กับน้ำมันปิโตรเลียม แต่ก็เชื่อว่าสามารถนำไปใช้กับแหล่งพลังงานอื่นอย่างเชื้อเพลิงชีวมวลได้เช่นกัน

อ้างอิง: KU Leuven. (2015, December 10). Scientists develop diesel that emits far less CO2. ScienceDaily. Retrieved December 12, 2015 from www.sciencedaily.com/releases/2015/12/151210095103.htm

งานวิจัย: Jovana Zecevic, Gina Vanbutsele, Krijn P. de Jong, Johan A. Martens.Nanoscale intimacy in bifunctional catalysts for selective conversion of hydrocarbons. Nature, 2015; 528 (7581): 245 DOI:10.1038/nature16173