พัฒนาวิธีใหม่ในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศอย่างมีประสิทธิภาพ

 (helsinki.fi)
1 คะแนน โดย GN⁺ 2026-01-01 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • ทีมนักวิจัยจากภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเฮลซิงกิ ได้พัฒนาเทคโนโลยีดักจับคาร์บอนไดออกไซด์แบบใหม่โดยใช้ สารประกอบซูเปอร์เบส (superbase)-แอลกอฮอล์
  • สารประกอบนี้ 1 กรัมสามารถ ดูดซับ CO₂ ได้โดยตรง 156 มก. และไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นในอากาศ เช่น ไนโตรเจนและออกซิเจน
  • CO₂ ที่ดักจับไว้สามารถปล่อยออกมาเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เพียง ให้ความร้อนที่ 70°C เป็นเวลา 30 นาที ซึ่งมีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงกว่าการให้ความร้อนมากกว่า 900°C ของเทคโนโลยีเดิม
  • สารประกอบนี้ ไม่เป็นพิษและมีต้นทุนต่ำ โดยยังคงประสิทธิภาพไว้ได้ 75% หลังใช้ซ้ำ 50 ครั้ง และ 50% หลังใช้ซ้ำ 100 ครั้ง
  • ทีมนักวิจัยมีแผนทดสอบสารประกอบนี้ใน โรงงานนำร่องระดับสาธิต และกำลังผลักดันการพัฒนา เวอร์ชันแบบของแข็งที่ผสานกับซิลิกาหรือกราฟีนออกไซด์

การพัฒนาสารประกอบใหม่สำหรับดักจับคาร์บอนไดออกไซด์

  • ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเฮลซิงกิ พัฒนา สารประกอบใหม่ที่ดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศได้โดยตรง
    • สารประกอบนี้ประกอบด้วยการรวมกันของ ซูเปอร์เบส (superbase) และ แอลกอฮอล์
    • สารประกอบ 1 กรัมสามารถ ดูดซับ CO₂ ได้ 156 มก. และไม่ทำปฏิกิริยากับก๊าซอื่นในอากาศ เช่น ไนโตรเจนและออกซิเจน
  • มี ความจุการดูดซับดีกว่า เทคโนโลยีดักจับแบบเดิม และยังมีประสิทธิภาพแม้ใน อากาศแวดล้อมที่ไม่ผ่านการบำบัด (untreated ambient air)

ประสิทธิภาพการปล่อย CO₂ และการนำกลับมาใช้ใหม่

  • CO₂ ที่ดักจับไว้สามารถปล่อยออกมาได้ง่ายด้วยการ ให้ความร้อนที่ 70°C เป็นเวลา 30 นาที
    • CO₂ ที่ปล่อยออกมาสามารถ เก็บกลับคืนมาในรูปแบบบริสุทธิ์เพื่อนำไปใช้ใหม่ได้
    • สารประกอบแบบเดิมต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 900°C แต่สารประกอบใหม่นี้ นำกลับมาใช้ซ้ำได้ที่อุณหภูมิต่ำ
  • สารประกอบนี้ สามารถใช้งานซ้ำได้ โดยยังคงความสามารถในการดูดซับไว้ 75% หลังใช้ 50 ครั้ง และ 50% หลังใช้ 100 ครั้ง

องค์ประกอบและคุณสมบัติของสารประกอบ

  • ทีมนักวิจัยได้ทดลองเบสหลายชนิดเพื่อค้นหาส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุด
    • สุดท้ายได้สารประกอบที่เหมาะสมที่สุดจากการจับคู่ 1,5,7-triazabicyclo[4.3.0]non-6-ene (TBN) กับ เบนซิลแอลกอฮอล์
  • สารประกอบนี้ ไม่เป็นพิษ และองค์ประกอบทั้งหมด สามารถผลิตได้ในต้นทุนต่ำ
  • การทดลองดำเนินต่อเนื่องเป็นเวลาประมาณ มากกว่า 1 ปี เพื่อหาส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุด

แผนการประยุกต์ใช้ในระดับอุตสาหกรรม

  • ทีมนักวิจัยมีแผน ขยายจากการทดลองระดับกรัมไปสู่โรงงานนำร่องระดับอุตสาหกรรม
    • เพื่อให้ทำได้ จำเป็นต้อง เปลี่ยนสารประกอบของเหลวให้เป็นรูปแบบของแข็ง
    • มีแผนจะยึดติดเข้ากับ ซิลิกา (silica) หรือ กราฟีนออกไซด์ (graphene oxide) เพื่อเพิ่มปฏิสัมพันธ์กับ CO₂

ความสำคัญของงานวิจัย

  • เทคโนโลยีนี้ถูกมองว่าเป็น โซลูชันดักจับคาร์บอนที่ยั่งยืน ด้วยคุณสมบัติ อุณหภูมิต่ำ ต้นทุนต่ำ และไม่เป็นพิษ
  • ในอนาคตจะมีการทดลองเชิงสาธิตเพื่อยืนยัน ศักยภาพในการประยุกต์ใช้เชิงอุตสาหกรรม
  • งานวิจัยนี้นำโดย ดร. Zahra Eshaghi Gorji นักวิจัยหลังปริญญาเอก และได้รับการประกาศเป็น ผลงานวิจัยนวัตกรรม ของมหาวิทยาลัยเฮลซิงกิ

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2026-01-01
ความเห็นจาก Hacker News

  • ขอสรุปจากคอมเมนต์ที่เคยเขียนไว้ก่อนหน้านี้อีกครั้งว่า เหตุผลที่การแยก CO2ออกจากอากาศทำได้ยาก ก็เพราะความเข้มข้นของมันต่ำมาก
    โดยคร่าว ๆ อากาศมีไนโตรเจน 78%, ออกซิเจน 21%, อาร์กอน 0.9%, และ CO2 ราว 0.04% ซึ่งแทบจะเป็นแค่ระดับความคลาดเคลื่อนจากการปัดเศษ
    เพราะงั้นแนวทางแบบ “อย่าปล่อยออกมาตั้งแต่แรก หรือดักจับที่จุดปล่อยทันที” จึงสมจริงกว่ามาก

    • ฉันเองก็จินตนาการได้ยากเสมอว่าการดึง CO2 ออกจากอากาศอย่างมีประสิทธิภาพจะทำได้เหมือนกับการ“แยกส่วนผสมกลับออกจากเค้ก”
      มันกระจายเบาบางไปทั่วบรรยากาศ จึงน่าสงสัยว่าจะสร้างความต่างของความเข้มข้นที่มีนัยสำคัญในสเกลเวลาของมนุษย์ได้จริงหรือไม่
    • แต่ในจุดที่มีความเข้มข้น CO2 สูงอย่างปล่องโรงงาน เทคโนโลยีแบบนี้อาจมีประโยชน์
    • โดยพื้นฐานแล้ว การไม่สร้าง CO2 มีประสิทธิภาพกว่าการกำจัดมันมาก
      ยกเว้นกรณีพิเศษอย่างเครื่องบิน ฉันคิดว่าการใช้พลังงานไปกับโซลาร์ ลม แบตเตอรี่ ฉนวน และฮีตปั๊ม คุ้มกว่ามาก
    • แต่ก็สงสัยเหมือนกันว่าสาเหตุของการทำงานทางความคิดที่ลดลงนั้นเกิดจาก CO2 เอง หรือจริง ๆ แล้วเป็นเพราะออกซิเจนไม่เพียงพอ
    • ถึงอย่างนั้น พืชก็จัดการเรื่องนี้ได้ดีอยู่แล้วนี่

  • งานวิจัยในสาขานี้น่าสนใจและน่าจะมีการประยุกต์ใช้ได้มากก็จริง แต่การกำจัด CO2 ระดับทั้งโลกนั้นเป็นขนาดที่แทบเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ
    สุดท้ายแล้วทางออกก็มีแค่ “ปล่อยให้น้อยลงตั้งแต่ต้น”
    ในเมื่อยังไม่มีเจตจำนงทางการเมืองมากพอ ก็ยากจะเชื่อว่าจะมีเจตจำนงพอสำหรับสร้างระบบดักจับและกักเก็บขนาดมหึมาได้

    • ฉันเห็นด้วยว่าต้องมีเจตจำนงทางการเมือง แต่ก็คิดว่าการสร้างและเดินระบบนั้นอาจไม่จำเป็นต้องมีฉันทามติทางการเมืองครบถ้วนเสมอไป
      เลยอดสงสัยไม่ได้ว่าส่วนที่ต้องอาศัยการร่วมมือกันในฐานะ “พวกเรา” นั่นแหละที่จริง ๆ คือสิ่งซึ่งต้องการเจตจำนงทางการเมือง
    • ถึงอย่างนั้น ถ้าคาร์บอนที่ดักจับได้ถูกแปลงด้วยกระบวนการ Fischer–Tropschไปเป็นวัตถุดิบเคมีหรือเชื้อเพลิงสังเคราะห์ มันก็อาจมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจขึ้นมาได้
      ปัญหาไม่ได้อยู่ที่ประสิทธิภาพเชิงพลังงานเท่าไร แต่อยู่ที่ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร เพราะตอนนี้ตัวดูดซับจับ CO2 ได้เพียงหลักสิบกรัมต่อกิโลกรัมของสาร
      ถ้าวัสดุประเภทนี้ดีขึ้น ก็อาจนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้
      อ้างอิงเช่น cottongrass ซึ่งเป็นพืชที่เติบโตได้แม้ในทุนดรา จึงอาจใช้ทั้งดักจับคาร์บอนและผลิตวัสดุชีวภาพได้พร้อมกัน
    • อีกวิธีคือการดักจับแบบเข้มข้นที่ทางออกของโรงไฟฟ้าหรือโรงงานปูนซีเมนต์ซึ่งปล่อย CO2 ปริมาณมาก
    • ในภาคส่วนที่เก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ได้ยาก วิธีดึงเชื้อเพลิงออกมาจากอากาศอาจมีประโยชน์
      เวลาที่ค่าไฟต่ำมาก ๆ มันอาจคุ้มเศรษฐกิจด้วยซ้ำ และถ้าแทนที่การขุดเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ก็อาจเข้าใกล้การปล่อยสุทธิเป็นศูนย์
    • ถึงตอนนี้อาจยังดูไม่จำเป็น แต่แม้หลังจากเข้าสู่การปล่อยสุทธิเป็นศูนย์แล้ว CO2 ในบรรยากาศก็ยังคงมีอยู่มาก จึงควรเริ่มวิจัยตั้งแต่ตอนนี้

  • หากดูจากอัตราการปล่อยในปัจจุบัน ภายใน 20 ปีเราอาจจำเป็นต้องมีเครื่อง scrubber CO2สำหรับใช้ในบ้าน
    ตอนนี้มาตรฐานคือsoda lime (Ca(OH)₂) ซึ่งดูดซับ CO2 ได้ราว 250 mg ต่อ 1 g
    ข้อดีของเทคโนโลยีใหม่นี้คือนำกลับมาใช้ซ้ำได้ด้วยการให้ความร้อน จึงอาจมีประโยชน์ต่อการฟอกอากาศภายในอาคาร

    • เมื่อความเข้มข้น CO2 สูงขึ้นจะเกิดการทำงานของสมองลดลง
      ในอาคารมักพบระดับ 2000~3000ppm ได้บ่อย และตั้งแต่ 700~1000ppm ก็เริ่มมีสมาธิลดลงแล้ว
      ระบบระบายอากาศพร้อมแลกเปลี่ยนความร้อนช่วยได้
    • ข้อดีของสารใหม่นี้คือมันอยู่ในรูปของเหลว
      สารดูดซับสำหรับงานวิจัยเดิมก็ย้อนกลับได้เหมือนกัน แต่ปัญหาคือใช้พลังงานมาก
    • หากทำงานได้ที่ 160°F(ประมาณ 70°C) และไม่เป็นพิษ ก็อาจมีศักยภาพสำหรับใช้ในบ้านได้
      น่าจะช่วยเรื่องคุณภาพอากาศในโรงเรียนได้ด้วย
      แต่ประเด็นสำคัญยังอยู่ที่การจัดการหลังดักจับ
    • อยากรู้ว่าตัวเลขคาดการณ์ “20 ปี” นั้นอิงจากอะไร
    • ก็น่าสนใจเหมือนกันว่าเทคโนโลยีนี้จะนำไปใช้กับการผลิตปูนซีเมนต์ได้หรือไม่

  • ณ ตอนนี้ แหล่งกักเก็บคาร์บอนจากชีวภาพ เป็นวิธีกักเก็บที่มีประสิทธิภาพที่สุด
    แหล่งเก็บแบบเปียกของ biochar หรือแหล่งเก็บแบบแห้งในรูป carbon block ดูมีอนาคต
    วิธีเหล่านี้เป็นแบบใช้พลังงานต่ำและเป็นโมดูลาร์ จึงสมจริงกว่า DAC และอาจกลายเป็นฐานของระบบสกุลเงินคาร์บอนได้ด้วย

  • การดักจับอากาศโดยตรง (DAC) ไม่คุ้มเศรษฐกิจเพราะมีข้อจำกัดด้านการสเกล
    การดักจับใกล้แหล่งปล่อยสมจริงกว่า แต่ถ้าไม่มีเงินอุดหนุนก็ทำไม่ได้
    ตามเกณฑ์ของกฎหมาย IRA ตอนนี้อยู่ที่ราว 50 ดอลลาร์ต่อตัน

    • โดยพื้นฐานแล้ว การกำจัดแหล่งปล่อย ย่อมดีกว่าการดักจับ แต่สุดท้ายการดักจับจากอากาศก็ยังจำเป็นอยู่ดี
    • DAC ไม่ยั่งยืน ดังนั้นทางเลือกอย่าง ocean biomass CCS น่าจะดีกว่า
      เช่นการเก็บเกี่ยวสาหร่ายทะเลหรือแพลงก์ตอนพืชในระดับใหญ่แล้วนำไปกักเก็บ
    • ถึงอย่างนั้น หากไม่กำจัด CO2 ที่สะสมมาตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม ก็ไม่มีทางดึงอุณหภูมิกลับลงมาได้
      เหมือนเราเป็นหนี้อยู่ และการชำระหนี้นั้นต้องใช้พลังงานในขนาดที่แทบจินตนาการไม่ออก
      ฉันมองว่าโอกาสจะแก้ได้ภายใน 50 ปีนั้นต่ำมาก
    • ปัญหาคือจะเก็บ CO2 ไว้ที่ไหน
      หากรั่วไหลแบบ ภัยพิบัติ Lake Nyos ก็อาจมีผู้เสียชีวิตจำนวนมาก
      ถึงขั้นทำให้นึกว่าอยู่ข้าง ๆ กากนิวเคลียร์ยังน่าจะดีกว่า

  • ชื่อบทความที่ถูกต้องกว่าน่าจะเป็น “วิธีดักจับ CO2 ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเทียบกัน”
    ไม่ใช่ประสิทธิภาพสัมบูรณ์ แต่เป็นการดีขึ้นเมื่อเทียบกับตัวทำละลายเดิม

    • ก่อนหน้านี้ฉันเคยให้โจทย์นักเรียนออกแบบการกำจัด CO2 แล้วเหตุผลที่ประสิทธิภาพเชิงทฤษฎีสูงขึ้นก็เป็นเพราะความเข้มข้น CO2 ในบรรยากาศเพิ่มขึ้น
    • “เข้าใกล้ประสิทธิภาพเชิงทฤษฎี” กับ “คุ้มค่าทางเศรษฐกิจจนทำได้จริง” เป็นคนละเรื่องกันโดยสิ้นเชิง

  • สุดท้ายแล้ว ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เป็นตัวตัดสินทุกอย่าง
    การปลูกต้นไม้ถูกกว่า และถ้าคิดรวมรายได้จากไม้ด้วย วิธีนี้อาจไม่มีประสิทธิภาพเลย

    • แต่การปลูกต้นไม้ให้พอทั่วโลกนั้นเป็นไปไม่ได้
      เมื่อป่าตายก็จะปล่อย CO2 กลับออกมาอีก จึงจำเป็นต้องมีการกักเก็บถาวร
      บทความที่เกี่ยวข้อง: The Guardian – Africa forests transformed from carbon sink to carbon source
    • กฎฟิสิกส์ สำคัญกว่าความคุ้มทุน
      หากจะลด CO2 ในบรรยากาศให้กลับไปสู่ระดับปี 1980 ต้องขนย้ายสสารในระดับเทือกเขา
      ต้องใช้รถบรรทุกหลายล้านคัน และท้ายที่สุดก็ต้องใส่พลังงานมหาศาล
      แม้จะปลูกต้นไม้ สุดท้ายก็จะมีใครสักคนตัดเอาไปใช้ จึงต้องฝังมันในรูปแบบที่เสียเปรียบทางพลังงาน
    • ต่อให้หยุดการปล่อยทั้งหมดได้ ก็ยังต้องกำจัด CO2 ที่สะสมอยู่แล้ว
      การปลูกป่าขนาดใหญ่มีการปล่อยทางอ้อมจากการใช้ที่ดิน การย้ายโครงสร้างพื้นฐาน และการบำรุงรักษาสูง จึงไม่มีประสิทธิภาพนัก
      สุดท้ายจึงต้องใช้ทั้งการดักจับ CO2 หรือเทคโนโลยีบังแสงอาทิตย์ควบคู่กัน
    • พืชมีประสิทธิภาพต่ำ แต่มีข้อดีคือช่วยบรรจุ CO2 ให้อยู่ในรูปที่เสถียร
      หากดักจับเป็นก๊าซ การเก็บระยะยาวทำได้ยาก และวิธีอย่างพื้นที่ชุ่มน้ำเทียมอาจเป็นทางเลือกหนึ่ง
    • ต้นไม้ใช้เวลาหลายสิบปี จึงไม่ช่วยต่อการรับมือสภาพภูมิอากาศระยะสั้น

  • มหาสมุทรคือเครื่องดักจับคาร์บอนที่ดีที่สุด
    ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา สาหร่าย sargassum เพิ่มขึ้นอย่างมาก และอาจเกิดจาก CO2 ที่เพิ่มขึ้น
    ถ้านำมันขึ้นมาแล้วฝังกลบในทะเลทรายหรือพื้นที่กันดาร ก็อาจได้ทั้งการเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินและการตรึงคาร์บอนไปพร้อมกัน

    • ตัวเลขและสาเหตุ ณ ปี 2025 สรุปไว้ใน รายงานของ USF และ บทความของ ABC News
      เป็นการวิเคราะห์ว่าหลังภัยแล้งมีฟอสเฟตไหลบ่าเข้ามามากขึ้น จึงทำให้สาหร่ายเพิ่มจำนวน
    • แต่ถ้าจะเก็บสาหร่ายขึ้นมาก็เลี่ยงการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลไม่ได้ จึงน่าสงสัยว่าจะทำให้คาร์บอนติดลบสุทธิได้จริงหรือไม่
      ไอเดียกักเก็บขนาดใหญ่ส่วนมากสุดท้ายก็มักจบลงเป็นภาพฝันแบบเครื่องจักรนิรันดร์
    • อีกทางคือการเพิ่มด่างของมหาสมุทร แต่ก็ทำให้เกิดกรดในทะเลและทำลายถิ่นอาศัย
      ดูข้อมูลเพิ่มได้ที่ Ocean Visions – Ocean Alkalinity Enhancement
    • การย้ายสาหร่ายขึ้นบกก็ดูไม่มีเหตุผลว่าจะทำให้ดูดซับ CO2 ได้มากขึ้น

  • งานวิจัยจริงที่บทความกล่าวถึงอยู่ใน บทความของ ACS
    สารหลักคือซูเปอร์เบสชื่อ 1,5,7-triazabicyclo[4.3.0]non-6-ene
    สารละลายเอมีนแบบน้ำก็สามารถรีเจนเนอเรตได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200°C เช่นกัน แต่ดูเหมือนสื่อจะทำการตลาดเกินจริง

    • พร้อมแซวว่าเห็นคำว่า “เทคโนโลยีจากแอนิเมชัน” แล้วนึกว่าเป็นงานวิจัยจากญี่ปุ่น

  • บทความไม่ได้กล่าวถึงต้นทุนพลังงาน
    ของเหลวนี้ใช้ซ้ำได้ไม่ถึง 100 รอบ และต้องให้ความร้อนถึง 70°C เพื่อปล่อย CO2 ออกมา
    สุดท้ายแล้วทั้งการดักจับ การให้ความร้อน และการจัดการล้วนใช้พลังงานสูง
    ถ้าการดักจับ CO2 1 g ต้องปล่อย CO2 มากกว่า 1 g ออกมา ก็ไม่มีความหมาย
    จนกว่าพลังงานคาร์บอนเป็นศูนย์จะมีราคาถูกมากพอ การนำไปใช้ในวงกว้างก็คงยังทำได้ยาก