การเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดคาร์บอน-อนุภาคนาโนของโลหะในการผลิตไฮโดรเจนทางชีวภาพสำหรับน้ำเสียจากอุตสาหกรรมน้ำมันปาล์ม

Abstract

งานวิจัยนี้ ได้ศึกษาศักยภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไซต์ที่มี Zn และ Ni บนตัวรองรับถ่านกัมมันต์ (Zn-Ni-HT/CAC) จากการสังเคราะห์ที่แต่กต่างกัน 3 วิธี คือ Co-precipitation method, Evaporation method และ Autoclave method เพื่อเพิ่มผลผลิตไฮโดรเจนทางชีวภาพจากน้ำเสียอุตสาหกรรม โดยทำการทดลองแบบกะภายใต้การหมักน้ำเสียและแบคทีเรียผสมแบบไม่ใช้อากาศที่อุณหภูมิ 37C และได้ทดสอบคุณลักษณะของตัวเร่ง FTIR, RAMAN และ XRD พบว่าทั้ง 3 วิธีแสดงให้เห็นถึงโครงสร้างของไฮโดรทัลไชต์ แต่อย่างไรก็ตาม ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดจากวิธี Evaporation มีขนาดของรูพรุนเฉลี่ยประมาณ 2 nm มีพื้นที่ผิวรวมและปริมาตรของรูพรุนรวมมากกว่าวิธี Co-precipitation และวิธี Autoclave ตามลำดับ โดยตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดทั้ง 3 วิธีสามารถเห็นศักยภาพในการผลิตไฮโดรเจนได้ โดยตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดที่สังเคราะห์ โดยวิธี Evaporation (Zn-Ni-HT/CAC-E) มีประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนสูงสุด และเมื่อนำไปประยุกต์ใช้กับน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมสกัดน้ำมันปาล์ม พบว่า การผลิตไฮโดรเจนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดยังคงต้องศึกษาการเตรียมน้ำทิ้งจากอุตสาหกรรมปาล์มให้เหมาะสมก่อนกระบวนการหมักไฮโดรเจนทางชีวภาพ เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อใช้น้ำเสียสังเคราะห์จากน้ำตาล จึงเป็นไปได้ว่าน้ำทิ้งจากอุตสาหกรรมมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและต้องใช้ระยะเวลาให้แบคทีเรียปรับตัว แต่อย่างไรก็ตาม การนำกลับมาใช้ซ้ำยังคงจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริด Zn-Ni-HT/CAC-E สามารถใช้ได้เพียง 1 ครั้ง เนื่องจากปริมาณผลผลิตไฮโดรเจนมีปริมาณน้อยและพบว่ามีการชะละลายของ Mg และ Ni ไอออน โดยที่ Zn สามารถตรึงบนพื้นผิวไว้ได้ดีกว่า Ni ไอออน ภายใต้สภาวะความเป็นกรดของการหมัก