โลกกำลังอยู่ในยุคของการเปลี่ยนผ่านจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลสู่การใช้พลังงานที่สะอาดขึ้น โดยจากพลังงานหมุนเวียนทั้งหลาย ไฮโดรเจนนับเป็นผู้เล่นที่เป็นความหวังในการผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนผ่านดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่ระคายเคือง และมีคุณสมบัติเด่นคือสามารถติดไฟได้ไว (วัตถุไวไฟ) และมีน้ำหนักเบากว่าอากาศมาก นี้ เป็นสารที่ตรวจจับได้ยากโดยการใช้เพียงประสาทสัมผัสของมนุษย์ จึงทำให้การใช้งานอย่างปลอดภัยเป็นความท้าทายที่สำคัญของไฮโดรเจน
แต่เมื่อเร็วๆ นี้ มีความเคลื่อนไหวที่น่าสนใจ เมื่อมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ แห่งสหราชอาณาจักร ได้เปิดเผยว่า นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยฯ ได้พัฒนาเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับไฮโดรเจนในปริมาณที่น้อยที่สุดได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยใช้เวลาภายในไม่กี่วินาที ที่สำคัญคือ อุปกรณ์เซ็นเซอร์นี้มีขนาดเล็ก ราคาไม่แพง และประหยัดพลังงาน แต่ให้ผลลัพธ์ด้านประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องตรวจจับไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์แบบพกพา (portable commercial hydrogen detectors)
งานวิจัยชิ้นนี้ เป็นการทำงานของมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ร่วมกับมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี King Abdullah (KAUST) ในซาอุดีอาระเบีย และได้รับการตีพิมพ์แล้วในวารสาร Nature Electronics
เซ็นเซอร์ที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ใช้สารกึ่งตัวนำอินทรีย์ โดยมีกระบวนการที่เรียกว่า “p-doping” ซึ่งโมเลกุลออกซิเจนจะเพิ่มความเข้มข้นของประจุไฟฟ้าบวกในวัสดุที่ใช้งาน เมื่อพบว่ามีไฮโดรเจนอยู่ ก็จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ส่งผลกระทบย้อนกลับและทำให้กระแสไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็ว โดยกระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ในอุณหภูมิที่สูงได้ถึง 120 องศาเซลเซียส
Thomas Anthopoulos ศาสตราจารย์ด้าน Emerging Optoelectronics แห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ กล่าวว่า “เซ็นเซอร์นี้สะท้อนความก้าวหน้าในเทคโนโลยีความปลอดภัยของไฮโดรเจน ด้วยการผสมผสานคุณสมบัติ ทั้งราคาที่จ่ายได้ มีความน่าเชื่อถือ และมีประสิทธิภาพสูง โดยการพัฒนาครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงวิธีการจัดการไฮโดรเจนในภาคอุตสาหกรรม ครัวเรือน และการขนส่ง ผมหวังว่าเซ็นเซอร์อินทรีย์ของเราจะช่วยสร้างความไว้วางใจในเทคโนโลยีไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นใหม่ ทำให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้นและปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับทุกคน”
เซ็นเซอร์ดังกล่าวกำลังอยู่ระหว่างการทดสอบในสถานการณ์จริงต่างๆ รวมถึงการตรวจจับการรั่วไหลจากท่อ การตรวจสอบการแพร่กระจายของไฮโดรเจนในห้องปิดหลังจากการปล่อยก๊าซอย่างกะทันหัน และแม้กระทั่งการติดตั้งบนโดรนสำหรับการตรวจจับการรั่วไหลทางอากาศ โดยผลการทดสอบเท่าที่ดำเนินการมาในทุกกรณี พบว่าเซ็นเซอร์ดังกล่าวแสดงผลได้เร็วกว่าเครื่องตรวจจับเชิงพาณิชย์แบบพกพา ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่จะสามารถนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายได้ ทั้งในบ้านเรือน อุตสาหกรรม และเครือข่ายคมนาคมขนส่ง นอกจากนั้น เซ็นเซอร์ดังกล่าวนี้ยังเป็นอุปกรณ์ที่มีความบางเป็นพิเศษ ยืดหยุ่นได้ และสามารถทำงานร่วมกับระบบอัจฉริยะ ทำให้สามารถตรวจสอบระบบไฮโดรเจนได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์
ขณะนี้ ทีมงานกำลังมุ่งมั่นพัฒนาเซ็นเซอร์ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น พร้อมกับประเมินความเสถียรในระยะยาวในสถานการณ์การตรวจจับที่แตกต่างกัน เพื่อสร้างความมั่นใจในการนำก๊าซไฮโดรเจนมาใช้ในอนาคต
ความก้าวหน้าด้านนวัตกรรมตรวจจับไฮโดรเจนดังกล่าว นับเป็นฟันเฟืองสำคัญชิ้นหนึ่งที่จะผลักดันและขับเคลื่อนการใช้ไฮโดรเจนในระดับโลก สำหรับประเทศไทยก็ได้สนับสนุนการใช้พลังงานสะอาดจากไฮโดรเจนเช่นเดียวกัน โดยแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ หรือ แผน PDP ฉบับล่าสุดที่อยู่ระหว่างการจัดทำ ได้ส่งเสริมให้โรงไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ต้องมีส่วนผสมของไฮโดรเจนประมาณ 5% ซึ่งผู้ประกอบการที่เกี่ยวข้อง ต่างก็ขยับตัวเตรียมความพร้อมตอบรับนโยบายส่งเสริมการใช้ไฮโดรเจนนี้กันแล้ว เช่น บริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) ในฐานะองค์กรที่มีบทบาทหลักในการรักษาความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศ ก็ได้เข้าไปลงทุนในแหล่งไฮโดรเจนในต่างประเทศเพื่อศึกษาและเรียนรู้เทคโนโลยี โดยในช่วงเริ่มต้น ปตท. กำลังมองหาแหล่งผลิตไฮโดรเจนจากประเทศที่มีต้นทุนการผลิตไม่สูงมาก เช่น ตะวันออกกลาง หรือ อินเดีย และจะเป็นการนำเข้ามาใช้สำหรับภาคอุตสาหกรรม ส่วนการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ก็เดินหน้าศึกษาความเป็นไปได้ของโครงการผลิตไฮโดรเจนจากถ่านหิน และศึกษาความเป็นไปได้ในการผสมผสานการใช้เชื้อเพลิง ตลอดจนแนวทางการจัดเก็บ และขนส่งไฮโดรเจน โดยมีแผนทดลองผสมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนกับก๊าซธรรมชาติสำหรับผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าศักยภาพของ กฟผ. เป็นต้น
