การลดปริมาณอนุภาคเขม่าควันดำจากไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้เชื้อเพลิงผสมเอทานอล-ไบโอดีเซล-ดีเซลและอุปกรณ์กรองมลพิษอนุภาคเขม่า

กิจกรรมของมนุษย์ส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยการขนส่งถือเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ก่อให้เกิดการปล่อยมลพิษ โดยเฉพาะมลพิษที่เกิดจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล กลุ่มประเทศในยุโรป อเมริกา ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้ได้มีการบังคับใช้กฎหมายควบคุมมลพิษอย่างจริงจัง สองแนวทางที่สามารถลดปริมาณมลพิษได้คือ การใช้เชื้อเพลิงทางเลือก และการติดตั้งอุปกรณ์กรองมลพิษ

ในการวิจัยนี้ได้ศึกษาทั้งสองแนวทางดังกล่าว โดยใช้เชื้อเพลิงผสม ได้แก่ ดีเซล ไบโอดีเซล ไบโอเอทานอล ดีเซลร่วมกับออกซิเดชันแคตาลิสต์ และอุปกรณ์กรองเขม่าแบบไหลผ่านบางส่วน การใช้ไบโอดีเซลและไบโอเอทานอลถือเป็นทางเลือกเชื้อเพลิงที่ยั่งยืน และสามารถช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ส่วนอุปกรณ์กรองเขม่าแบบไหลผ่านบางส่วนนั้นสามารถผลิตและติดตั้งในรถยนต์ที่ใช้งานแล้วในประเทศไทยได้ ดังตัวอย่างที่ประสบผลสำเร็จในประเทศเกาหลีใต้

โครงการนี้ได้ศึกษาปริมาณอนุภาคเขม่าควันดำจากไอเสียของเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัด (Compression Ignition Engine) โดยใช้เชื้อเพลิงผสมเอทานอล-ไบโอดีเซล-ดีเซล เช่น B10 (0-10-90), B20 (0-20-80), B20E5 (5-20-75) และ B20E10 (10-20-70) เปรียบเทียบกับกรณีที่ติดตั้งระบบออกซิเดชันแคตาลิสต์และอุปกรณ์กรองเขม่าแบบไหลผ่านบางส่วนต้นแบบ ผลกระทบของเชื้อเพลิงชีวภาพผสมต่อกระบวนการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ ได้ทดสอบผ่านเครื่องทดสอบสมรรถนะและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ณ ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยียานยนต์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง โดยศึกษาสัณฐานวิทยาและโครงสร้างระดับนาโนของอนุภาคเขม่าที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์แต่ละชนิดด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

นอกจากนี้ ยังได้ออกแบบอุปกรณ์กรองเขม่าแบบไหลผ่านบางส่วนให้เหมาะสมกับรถยนต์รุ่นเก่าที่มีมาตรฐานไอเสียไม่เกินระดับยูโร 4 โดยทำการทดสอบบนรถยนต์ดีเซลที่ติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว ณ ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยียานยนต์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง และห้องปฏิบัติการตรวจวัดมลพิษจากยานพาหนะ กรมควบคุมมลพิษ

จากผลการศึกษาพบว่า อุปกรณ์กรองเขม่าแบบไหลผ่านบางส่วนที่ใช้ร่วมกับเชื้อเพลิงชีวภาพ สามารถลดปริมาณอนุภาคเขม่าควันดำได้มากกว่าร้อยละ 50 เมื่อเทียบกับการใช้เชื้อเพลิงดีเซลเพียงอย่างเดียวที่ไม่มีระบบกรองเขม่า

คำสำคัญ: เครื่องยนต์ดีเซล, ควันดำ, เขม่า, อนุภาคฝุ่น, ไบโอดีเซล, อุปกรณ์กรองมลพิษอนุภาคเขม่าดีเซล