แยกโมเลกุลน้ำเพื่ออนาคตพลังงานหมุนเวียน

กระแสทางเลือกหนึ่งเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนในอนาคต ก็คือการเปลี่ยนเชื้อเพลิงจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล ด้วยการนำไฮโดรเจนมาใช้เป็นแหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำ ทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงและก๊าซธรรมชาติ วิธีที่มีการวิจัยอยู่คือกระบวนการแยกโมเลกุลน้ำ ที่ส่งผลให้เกิดเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เหมาะจะหายใจเข้าไปได้

น้ำอาจดูเหมือนเป็นโมเลกุลพื้นฐาน ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม ออกซิเจน 1 อะตอม แต่กระบวนการแยกนั้นค่อนข้างยาก เพราะในเซลล์ไฟฟ้าเคมีนั้น กระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอน 4 ตัวจะทำให้ปฏิกิริยาค่อนข้างเฉื่อยชา จำเป็นต้องมีระดับเคมีไฟฟ้าที่สูงขึ้น และด้วยความต้องการพลังงานสูง ทำให้ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีส่วนผสมของ Nickel Iron Hydroxide (MNF) ซึ่งปฏิกิริยาการแยกน้ำด้วย MNF จะทำงานได้ดี แต่ MNF มีปฏิกิริยาสูงกลับมีอายุการใช้งานสั้น ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาก็จะลดลงอย่างรวดเร็ว

ล่าสุด ทีมผู้เชี่ยวชาญด้านเคมีจากวิทยาลัยวิทยาศาสตร์แห่งสถาบันโพลีเทคนิคและมหาวิทยาลัย รัฐเวอร์จิเนีย พบว่า การจะแก้ปัญหาหลักและอุปสรรคพื้นฐานในกระบวนการแยกน้ำด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมี ต้องมุ่งเน้นไปที่การจัดเก็บพลังงานและวิจัยการเปลี่ยนแปลง ซึ่งรู้กันมานานแล้วว่าการเติมเหล็กลงในส่วนผสมนิกเกิลกับไฮดรอกไซด์ (MNF) คือกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยาการแยกน้ำ การสังเคราะห์ MNF แบบใหม่เป็นแผ่นบางๆ ที่ประกอบใหม่ได้ง่ายกว่าวัสดุขนาดเทอะทะ ก็จะช่วยให้นำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ใหม่ได้ดี.