ออสเตรเลียคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ ใช้บล็อกเก็บพลังงานไร้มลพิษ แม้ต้องพึ่งพาถ่านหินต่อไป

ราคาน้ำมันที่สูงขึ้นและก๊าซธรรมชาติที่ถูกจำกัดจากรัสเซียทำให้หลายประเทศเริ่มมองหาพลังงานทางเลือก แต่ตัวเลือกก็มีไม่มากนัก ยุโรปอาจหันกลับไปใช้พลังงานนิวคเลียร์หรือแม้แต่พลังงานถ่านหิน ซึ่งเป็นข่าวร้ายของความพยายามในการแก้ปัญหาโลกร้อน

ทว่าออสเตรเลียยังมีทางออกจากการคิดค้นเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน แม้ต้องหันกลับไปพึ่งพลังงานถ่านหิน แต่เทคโนโลยีใหม่นี้ไม่ปล่อยมลพิษ วัสดุชนิดใหม่นี้เรียกว่า Miscibility Gap Alloy (MGA) ที่จะเก็บพลังงานในรูปของความร้อน MGA เก็บอยู่ในบล็อกขนาดเล็กทำจากโลหะผสม ซึ่งรับพลังงานที่เกิดจากพลังงานหมุนเวียน เช่น แสงอาทิตย์และลม สามารถใช้เป็นทางเลือกแทนถ่านหินเพื่อขับเคลื่อนกังหันไอน้ำที่โรงไฟฟ้าถ่านหินโดยไม่ปล่อยมลพิษ 

บล็อก MGA มีขนาด 20 x 20 x 16 ซม. โดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยส่วนผสมของโลหะ โลหะผสมประกอบด้วยสององค์ประกอบ ตัวหนึ่งจะละลาย ส่วนอีกตัวจะแข็ง ส่วนที่หลอมละลายจะกระจายตัวเป็นเม็ดละเอียด และส่วนที่ไม่ละลายจะสร้าง ‘เมทริกซ์’ แบบต่อเนื่อง เมื่อใช้ความร้อน เม็ดละเอียดจะละลายไป แล้วเก็บพลังงาน ขณะส่วนที่เป็นเมทริกซ์จะเก็บทุกอย่างไว้ด้วยกันและกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว

เปรียบเทียบให้เข้าใจง่าย ๆ กับ “คัพเค้ก” เมื่อเราอุ่นคัพเค้ก ช็อกโกแลตชิปจะละลาย แต่โครงสร้างเค้กยังคงแข็ง ช็อกโกแลตชิปดูดซับความร้อนจากเตาอบหรือไมโครเวฟ เปลี่ยนสถานะหรือละลายเป็นช็อกโกแลตเหลวแสนอร่อย

ในขณะเดียวกัน ‘เมทริกซ์’ (องค์ประกอบแข็ง) ของเค้กจะเก็บช็อกโกแลตชิปที่ละลายไว้และป้องกันไม่ให้ชิปช็อกโกแลตที่หลอมละลายกลายเป็นของเหลวที่เหนียวเหนอะหนะ หากปล่อยให้เค้กเย็นลง ความร้อนที่เก็บไว้จะกระจายตัวออกสู่สิ่งแวดล้อมรอบ ๆ 

ขณะที่เย็นตัวลง ช็อกโกแลตชิปจะสูญเสียพลังงานที่ดูดซึมไปและกลับไปเป็นช็อกโกแลตชิปที่เป็นของแข็งอีก กระบวนการให้ความร้อนและความเย็นนี้สามารถทำซ้ำได้ และมันคือหลักการเดียวกับบล็อก MGA  มีลักษณะเป็นของแข็งเฉื่อย เช่นเดียวกับคัพเค้กช็อกโกแลตชิปอุ่น ๆ ที่ละลายช็อกโกแลตชิปให้เหลว 

อย่างไรก็ตาม ที่ไม่เหมือนคัพเค้กคือ กระบวนการทำความร้อน การเก็บพลังงาน การทำความเย็น และการนำพลังงานกลับคืนมาของบล็อก MGA สามารถทำซ้ำได้หลายครั้ง พลังงานจะไม่กระจายไปในห้องอย่างไร้ประโยชน์ ซึ่งแตกต่างจากคัพเค้ก มันมีโครงสร้างที่สามารถจับและรวมพลังงานเพื่อจุดประสงค์ที่มีประโยชน์ เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า หรือการให้ความร้อนแก่กระบวนการทางอุตสาหกรรม

บล็อก MGA สามารถวางซ้อนกันได้เหมือนเลโก้ สามารถเพิ่มหรือถอดออก เพื่อขยายอัตราการผลิตไฟฟ้าขึ้นหรือลงเพื่อตอบสนองความต้องการ และมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเมื่อเทียบกันแล้วมีราคาแค่ส่วนเสี้ยวเดียวเท่านั้น นั่นคือถูกมาก ๆ 

มันสามารถนำมาใช้สร้างและเก็บพลังงานที่โรงงงานไฟฟ้าถ่านหินได้ โดยไม่จำเป็นต้องปิดโรงงงานเหล่านั้น และไม่ต้องใช้ถ่านหิน มันคือโรงงานไฟฟ้าที่ปลอดมลพิษนั่นเอง ซึ่งจะช่วยประหยัดต้นทุนในการสร้างโรงงานพลังงานใหม่ ๆ และช่วยรักษาการจ้างงานในภาคส่วนนี้เอาไว้

บล็อค MGA มีความปลอดภัยและปลอดสารพิษ ไม่มีความเสี่ยงต่อการระเบิดหรือการรั่วไหล ซึ่งแตกต่างจากเชื้อเพลิงอื่น ๆ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ คาดว่าจะมีอายุการใช้งาน 25-30 ปี จากนั้นจึงแยกออกเป็นวัสดุแต่ละอย่างได้อย่างง่ายดาย เพื่อทำเป็นบล็อกใหม่ หรือนำกลับมาใช้ใหม่เป็นวัตถุดิบเพื่อการใช้งานอื่น ๆ ได้

ข้อมูลจาก

• Erich Kisi, Alexander Post. (September 7, 2020). “Aussie invention could save old coal stations by running them on zero-emissions ‘Lego’ blocks”. The Conversation. 
• Arden Jarrett. (4 June 2020). “How do MGA’s work?”. MGA Thermal. 

ภาพ: mgathermalstorage.com