กำจัด(ต้นเหตุ)ฝนกรดด้วยไฟฟ้า

ปัญหาสิ่งแวดล้อมเป็นปัญหาที่ทั่วโลกกำลังให้ความสนใจเป็นอย่างมากในขณะนี้ โรงไฟฟ้าและโรงงาน อุตสาหกรรมที่ใช้ถ่านหินและน้ำมันเป็นเชื้อเพลิง ได้ปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ เชื้อเพลิงดังกล่าวออกมาทางปล่องควัน เมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ลอยขึ้นไปถึงก้อนเมฆมันก็จะรวมตัวกับ ละอองน้ำเล็ก ๆ ในก้อนเมฆเป็นกรดซัลฟิวริกเจือจาง เกิดเป็นฝนกรดซึ่งเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ประเทศ อุตสาหกรรมกำลังประสบอยู่ นักวิจัยในประเทศญี่ปุ่น ได้วิจัยและพบว่า กรดซัลฟิวริกที่ปนอยู่ในน้ำฝนนั้น ประมาณ 70% มาจากโรงงานอุตสาหกรรม และ 30% มาจากธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้อย่างแท้จริง ว่าฝนกรดและหิมะทำลายป่าและทะเลสาปอย่างไร เขารู้แต่เพียงว่าซัลเฟอร์ไดออกไซด์และทะเลสาปอย่างไร เขารู้แต่เพียงว่าซัลเฟอร์ไดออกไซด์และสารมลพิษอื่น ๆ เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ คลอรีน มีส่วนร่วมใน กระบวนการดังกล่าว ประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ได้ใช้จ่ายเงินเป็นจำนวนมากในการกำจัดสารมลพิษ พวกนี้

ในกระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ใช้กันในปัจจุบัน ใช้วิธีเอาหินปูนเพิ่มเข้าไปในก๊าซที่เกิดจาก การเผาไหม้ ซึ่งจะปล่อยออกทางปล่องควัน หินปูนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะรวมกันเป็นแคลเซี่ยมซัลเฟต หรือยิปซัม (CaSO₄) ซึ่งสามารถนำเอาไปขายเป็นวัสดุก่อสร้างได้ แต่มีปัญหาที่เหมืองหินปูนอยู่ในที่ห่างไกล และยิปซัมที่ผลิตได้ขายได้ Jack Winnich และ Mark Frank วิศวกรที่สถาบันเทคโนโลยีจอเจียร์ในแอตแลนตา ได้คิดประดิษฐ์เครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ราคาถูกขึ้น ซึ่งในระบบใหม่นี้ไม่ต้องใช้วัสดุอื่นเพิ่มเข้าไป เครื่องมือดังกล่าวจะเปลี่ยนซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็น Oleum ซึ่งสามารถ นำเอาไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมกรดซัลฟิวริก ประสิทธิภาพของเครื่องมือนี้ในห้องทดลองเท่ากับ

จุดสำคัญของกระบวนการนี้ คือ เซลล์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งเป็นตัวดึงซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกจากก๊าซและเปลี่ยนเป็น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₃) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของกรดซัลฟิวริก ขั้วไฟฟ้าทั้งสองทำจากเซรามิกมี ลักษณะเป็นรูพรุนเรียกว่า perovskite ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองมีอิเล็กโทรไลต์ที่มีชื่อว่า โพแทสเซียมไพโรซัลเฟต (potassium pyrosulphate) ซึ่งทำจากการผสมโพแทสเซียมกับวานาเดียมเพนตอกไซด์ (vanadium pentoxide)

เซลล์แซนต์วิชที่ใช้กำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกจากก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินและน้ำมัน

ขั้วลบจะจับเฉพาะสารประกอบออกไซด์ของซัลเฟอร์จากก๊าซที่ปล่อยออกทางปล่องควัน และส่งซัลเฟอร์ ไดออกไซด์ไปยังอิเล็กโทรไลต์ แล้วผ่านข้ามอิเล็กโท รไลต์ไปยังขั้วบวก และจะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟอร์ ไดออกไซด์ (SO₃) แล้วปล่อยออกมา

ในปัจจุบัน Winnich และ Frank กำลังหาทางปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์ของเขา เนื่องจากปัญหา การอุดตันของขั้วไฟฟ้าซึ่งทำให้ลดการแพร่ของ SO₂ นักวิจัยทั้งสองหวังว่าแบบซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 16000 เซลล์จะใช้การได้อย่างสมบูรณ์เพื่อขายให้โรงไฟฟ้า และโรงงานอุตสาหกรรมได้ใน 2 ปีข้างหน้านี้