โดย เกรียงไกร มณีอินทร์

HIGHLIGHTS

• ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
• ประโยชน์และข้อดีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ในปัจจุบัน ทั่วโลกกำลังตระหนักถึงปัญหาเรื่องการปล่อยคาร์บอน (Carbon Emission) ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งในเรื่องของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) โดยจะมีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในเรื่องดังกล่าวคือ เทคโนโลยีการจับ กักเก็บและใช้ประโยชน์คาร์บอน (Carbon Capture, Storage and Utilization หรือCCSU) ดังนั้น ในบทความนี้ ผู้เขียนจึงอยากเสนอชุดบทความในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีดังกล่าวโดยแบ่งออกเป็นตอนที่เกี่ยวเนื่องกัน โดยเริ่มจากความรู้พื้นฐานในเรื่องของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นบทความตอนที่ 1 หลังจากนั้นจะกล่าวถึงหัวข้ออื่นในตอนต่อๆไป

1. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับคาร์บอนไดออกไซด์

คาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide) เป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse gases) ซึ่งเป็นก๊าซที่มีอยู่ตามธรรมชาติและไม่เป็นอันตรายหากมีในปริมาณน้อย อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์ปัจจุบัน คาร์บอนไดออกไซด์ได้เพิ่มปริมาณขึ้นของเป็นอย่างมาก จนถึงระดับที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงในหลายๆทาง ซึ่งสาเหตุของการเพิ่มขึ้นส่วนใหญ่ก็มาจากฝีมือของมนุษย์ เช่น การผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรม การใช้น้ำมันในยานพาหนะต่าง ๆ

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่เป็นองค์ประกอบในบรรยากาศ ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน 1 อะตอม และ ออกซิเจน 2 อะตอม ต่อหนึ่งโมเลกุลโดยมีสูตรเคมี CO₂ คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่ไม่มีสี สามารถละลายน้ำได้และก่อให้เกิดกรดคาร์บอนิกที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

คาร์บอนไดออกไซด์มีความหนาแน่น 1.98 kg/m³ ซึ่งเป็นประมาณ 1.5 เท่าของอากาศ โมเลกุลประกอบด้วยพันธะคู่ 2 พันธะ (O=C=O) น้ำหนักโมเลกุล 44.01 ไม่ติดไฟและไม่ทำปฏิกิริยา เมื่ออยู่ในสถานะของแข็ง มักจะเรียกว่า น้ำแข็งแห้ง (Dry ice)

2. ประโยชน์ของคาร์บอนไดออกไซด์

1. คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นส่วนหนึ่งในกระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) และการสร้างอาหารของพืช
2. เป็นสารประกอบที่ใช้ในอุตสาหกรรมที่ผลิตเกี่ยวกับวัสดุโฟม เช่น ส่วนประกอบของรถยนต์ และพอลิเมอร์ เช่น Polycarbonate
3. อุตสาหกรรมการผลิตยา และเครื่องมือแพทย์ ในรูป Supercritical fluid
4. อุตสาหกรรมการผลิตอาหารและเครื่องดื่ม เช่น โซดา, น้ำอัดลม
5. อุตสาหกรรมขนส่งและการแช่แข็งอาหารและการถนอมอาหารสด
6. การบดเย็น (Cold grinding) โดยใช้น้ำแข็งแห้งช่วยบดวัสดุที่แตกยากด้วยการทำให้เย็นจัดทำให้สามารถบดและแตกได้ง่ายขึ้น
7. การผลิตก๊าซเชื้อเพลิงผสม หรือ Syngas แล้วนำไปแปลงเป็นเมทานอลที่กลายเป็นเชื้อเพลิงของรถยนต์
8. ประยุกต์ใช้เป็นสารเคมีช่วยในการดับเพลิง
9. เลี้ยงสาหร่ายที่มีโอเมก้า 3 สำหรับใช้เป็นอาหารเสริม
10. อุตสาหกรรมการผลิตปิโตรเลียมในเรื่องของ CO₂ Enhanced oil recovery

ตอนนี้เราพอจะมองเห็นประโยชน์ของคาร์บอนที่สามารถสร้างประโยชน์และความเจริญได้อย่างมากมาย อย่างไรก็ตาม ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็สามารถสร้างผลกระทบได้เช่นกัน ซึ่งเราจะมาติดตามกันต่อไปในครั้งหน้าครับ

ABOUT THE AUTHOR

รศ. ดร. เกรียงไกร มณีอินทร์

อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่และปิโตรเลียม

คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

แหล่งอ้างอิง

1. https://www.ipcc.ch/report/carbon-dioxide-capture-and-storage/
2. Cui S., Borgemenke J., Liu Z., Li Y., Journal of CO₂ Utilization, 34, pp. 40-52, 2019.