เมื่อเร็วๆ นี้ ผศ.ดร.ปรีชา การินทร์ อาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.)เปิดเผยถึง “โครงการศึกษาผลกระทบของเชื้อเพลิงชีวภาพต่อจลศาสตร์เคมีในโครงสร้างระดับนาโนของมลพิษอนุภาคเขม่าและกลไกการสึกหรอของเครื่องยนต์” ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ว่า เมื่อตรวจสอบคุณลักษณะของมลพิษเขม่าที่เกิดจากการใช้ไบโอดีเซล (B100) ในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดแบบฉีดตรง (Direct Injection Compression Ignition Engine)

พบเขม่าที่เกิดจากการใช้ไบโอดีเซลนั้นมีปริมาณลดลงถึงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับการใช้น้ำมันดีเซล ซึ่งเมื่อพิจารณาโครงสร้างเขม่าระดับนาโน (Nano) ในรูปแบบอนุภาคเดี่ยว (Single Primary Particle) พบว่าเขม่าของไบโอดีเซลจะมีขนาดเล็กกว่าของดีเซล มีโอกาสที่จะสามารถเคลื่อนที่อย่างอิสระมากขึ้น ส่งผลให้เขม่าถูกดักด้วยตัวกรองมลพิษเขม่า (Particulate Filter, PF) ได้ดีกว่า

และเขม่าไบโอดีเซลจะสามารถถูกสลายกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ โดยรวมตัวกับออกซิเจนได้ง่ายและใช้พลังงานต่ำกว่าการสลายเขม่าของดีเซล เนื่องจากขนาดที่เล็กกว่าทำให้ผิวสัมผัสในการทำปฏิกิริยาเคมีกับออกซิเจนมีมากกว่า นอกจากนั้นเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ (Unburned Hydrocarbons, UHCs) ของไบโอดีเซลจะยังคงมีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบในโมเลกุลคงอยู่ตามคุณสมบัติเดิมของไบโอดีเซล ซึ่งส่งผลโดยตรงให้เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเขม่าของไบโอดีเซลสลายกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำได้เร็วกว่าดีเซล

ผศ.ดร.ปรีชา กล่าวต่อไปว่า เมื่อใช้เทคนิคการถ่ายภาพด้วยกล้องอิเล็กตรอน (Scanning Electron Microscopy, SEM) ศึกษาอนุภาคเขม่าแล้วนำมาวิเคราะห์ พบว่าเมื่อขนาดของเขม่าแต่ละอนุภาคเดี่ยวมีขนาดใหญ่ขึ้น จะเกิดรอยแผลบนโลหะที่มีขนาดใหญ่ขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่า เขม่าของไบโอดีเซลจะทำให้เครื่องยนต์เกิดการสึกหรอน้อยกว่าเขม่าของดีเซลทั่วไปได้ซึ่งในทางวิศวกรรมยานยนต์ (AutomotiveEngineering) ถือว่างานวิจัยมีประโยชน์อย่างมาก

โดยเฉพาะเมื่อย้อนกลับไปดูการส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ที่วิเคราะห์ตามหลักทางวิศวกรรมศาสตร์ เมื่อเทียบส่วนผสมเชื้อเพลิงตั้งแต่น้ำมันดีเซล 100 (D100) จนถึงไบโอดีเซล 100 (B100) จะเห็นว่าสมรรถนะและประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์ไม่ได้แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมากนัก อีกทั้งพบข้อดีของไบโอดีเซลว่ามีประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์สูงกว่าน้ำมันดีเซลเล็กน้อยเนื่องจากอะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลไบโอดีเซลส่งผลให้เผาไหม้ได้สมบูรณ์มากกว่าน้ำมันดีเซล

“ขณะนี้กำลังพัฒนารูปแบบของเครื่องยนต์ให้เหมาะแก่การใช้กับไบโอดีเซลให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น สัดส่วนการผสมเชื้อเพลิงไบโอดีเซลที่เหมาะสม การพัฒนาเทคโนโลยีด้านตัวกรองมลพิษเขม่าดีเซล รวมไปถึงน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ที่ตอบสนองการใช้ไบโอดีเซลอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลดีและสร้างความมั่นใจต่อประชาชนและผู้ประกอบการด้วย อีกทั้งยังสามารถปรับใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลในโรงงานอุตสาหกรรม และเครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรงได้เช่นกัน” ผศ.ดร.ปรีชา กล่าว

ผศ.ดร.ปรีชา ยังกล่าวอีกว่า เหตุใดรัฐบาลไทยยังไม่ประกาศมาตรฐานไอเสียระดับยูโร 5 - 6 (EURO V - VI) ทั้งที่อุตสาหกรรมยานยนต์ในประเทศไทยก็สามารถผลิตรถยนต์ที่ติดตั้งระบบกำจัดมลพิษให้ผ่านมาตรฐานไอเสียระดับดังกล่าวส่งไปขายในต่างประเทศมาหลายปีแล้ว ซึ่งปัจจุบันบรรดาประเทศพัฒนาแล้วทั้งกลุ่มสหภาพยุโรป (EU ) ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น สิงคโปร์ ต่างใช้มาตรฐานยูโร 6 ทั้งสิ้น ส่วนมาเลเซียใช้มาตรฐานยูโร 5 ขณะที่ไทยใช้มาตรฐานยูโร 4 (EURO IV) และไม่ใช่รถยนต์ดีเซลทุกคันที่วิ่งอยู่ในเมืองไทยจะได้มาตรฐานนี้ด้วย

แต่ก็เชื่อว่าวิกฤติฝุ่นละอองขนาดเล็ก 2.5 ไมครอน (PM 2.5) ในกรุงเทพฯ ที่สาเหตุเกิดจากระบบการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลนั้นไม่สมบูรณ์เท่ากับเครื่องยนต์เบนซิน ส่งผลให้ไอเสียที่ปล่อยออกมาจากรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลมีก๊าซพิษรวมถึงฝุ่นละอองขนาดเล็ก (Particulate Matter, PM) หรือเขม่าจากไอเสีย (Soot) ในปริมาณมาก น่าจะกระตุ้นให้เกิดการเร่งรัดมาตรการควบคุมไอเสียรถยนต์มากขึ้น เพราะจะห้ามคนใช้รถคงทำไม่ได้ แต่การบังคับใช้กฎหมายเพื่อควบคุมมลพิษนั้นภาครัฐทำได้