Biochar นวัตกรรมกักเก็บคาร์บอนที่น่าจับตามอง
เขียนบทความโดย RISC | 8 เดือนที่แล้ว
แก้ไขล่าสุด : 8 เดือนที่แล้ว
คงไม่มีใครไม่รู้จัก “ถ่าน” แท่งไม้ก้อนดำๆ ที่เรานำมาใช้เชื้อเพลิงหุงต้ม ปิ้งย่าง ทำอาหารต่างต่างนานา ส่งควันฟุ้งไปทั่ว แต่...รู้หรือไม่? ยังมีถ่านอีกชนิด ที่กลายเป็นหนึ่งในนวัตกรรมที่น่าจับตามอง ว่าจะสามารถช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศได้
อ่านถึงตรงนี้แล้วอาจจะงง งั้นเรามารู้จักถ่านที่ว่านั้นกัน
“ไบโอชาร์” (Biochar) เป็นถ่านชีวภาพที่ประกอบไปด้วยคาร์บอน โดยได้จากการนำชีวมวล เศษวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตร เช่น กิ่งไม้ เปลือกไม้ ฟางข้าว หรือซังข้าวโพด มาผ่านกระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) ซึ่งเป็นการเผาที่อุณหภูมิสูงตั้งแต่ 500-1000 องศาเซลเซียส ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน ทำให้ได้ถ่านชีวภาพที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบสูง มีโครงสร้างเป็นรูพรุน และมีเสถียรภาพ เนื่องจากชีวมวลดังกล่าว ทั้งกิ่งไม้ เปลือกไม้ ฟางข้าว สามารถกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้จากปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสง เพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของพืช และเมื่อล้มตาย เกิดการเน่าเปื่อย ย่อยสลาย ก็จะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศอีกครั้ง การที่เปลี่ยนชีวมวลให้อยู่ในรูปไบโอชาร์ จึงเหมือนเป็นการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์เอาไว้ ไม่ให้ปล่อยออกสู่บรรยากาศได้อีกนั่นเอง
ไบโอชาร์ มีความสามารถในการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึงประมาณ 2 tonCO₂/ton จึงทำให้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง เนื่องจากซีเมนต์เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตคอนกรีต ซึ่งมีการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างกระบวนการผลิตสูงมาก อีกทั้งคอนกรีตยังเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการก่อสร้างอาคารอีกด้วย จึงได้มีการใช้ไบโอชาร์ที่เป็นวัสดุที่มีการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นลบ มาเป็นส่วนผสมในการผลิตคอนกรีต ไม่ว่าจะเป็นการทดแทนการใช้ปูนซีเมนต์ หรือใช้ทดแทนส่วนเสริมแรง จำพวกหิน ทราย ทำให้คอนกรีตที่ได้มีค่าการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ลดน้อยลง หรือทำให้มีค่าการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นลบ เมื่อใส่ไบโอชาร์ในปริมาณที่มากพอ นอกจากนี้ ยังช่วยปรับปรุงสมบัติบางอย่างให้ดีขึ้น เช่น ความแข็งแรงเชิงกล การป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งความเป็นฉนวนกันเสียง
ไม่เพียงแค่นี้ ไบโอชาร์ ยังถูกนำมาใช้เป็นวัสดุดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์อีกด้วย เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นรูพรุน และมีพื้นที่ผิวสูง ทำให้สามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เก็บไว้ในโครงสร้างที่มีรูพรุนได้ นอกจากนี้ การปรับปรุงพื้นผิวของไบโอชาร์ด้วยสารเคมีจำพวกไฮดรอกไซด์ (Hydroxide) หรือเอมีน (Amine) ก็ยังทำให้เพิ่มความสามารถในการดูดซับบริเวณพื้นผิว ให้มีความจำเพาะมากขึ้น ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่าเดิม
วัสดุชีวมวล เศษเหลือจากอุตสาหกรรมเกษตร ที่ถูกมองว่าเป็นขยะไร้ค่า หากนำมาวิจัยและพัฒนาให้เกิดประโยชน์ ก็อาจกลายเป็นฮีโร่ที่ช่วยกอบกู้โลกใบนี้ให้กับเราได้
เนื้อหาโดย คุณ สุพรรณภางค์ รักษาวงค์ นักวิจัยวัสดุ Sustainable Building Material
อ้างอิงข้อมูลจาก
Zhang, Y., He, M., Wang, L. et al. Biochar as construction materials for achieving carbon neutrality. Biochar 4, 59 (2022).
Biochar as a building material: Sequestering carbon and strengthening concrete, https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/82445.pdf
Shifang Guo, Yuqing Li, Yaru Wang, Linna Wang, Yifei Sun, Lina Liu, Recent advances in biochar-based adsorbents for CO2 capture. Carbon Capture Science & Technology, 4 (2022).