For English-version news, please visit : https://www.nstda.or.th/en/news/news-years-2022/electrostatic-precipitation-device-for-removing-pm2-5-from-vehicle-emission.html

สวทช. ต่อยอดนวัตกรรมเครื่องกรองฝุ่นละอองในอากาศ สู่การพัฒนาชุดกรองไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลด้วยหลักการตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิต ดักจับฝุ่นละออง PM2.5 ในไอเสียรถยนต์ก่อนปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม หวังช่วยลดปัญหามลพิษทางอากาศ ลดปัญหาสุขภาพ พร้อมจับมือเอกชนเตรียมพัฒนาใช้งานเชิงพาณิชย์

ดร.พรอนงค์ พงษ์ไพบูลย์ นักวิจัย ศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ (NSD) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า ประเทศไทยต้องเผชิญปัญหาฝุ่นละออง PM2.5 บ่อยครั้งในช่วง 3-4 ปีที่ผ่านมา โดยหนึ่งในสาเหตุหลักของปัญหาฝุ่นละออง PM2.5 คือไอเสียจากรถยนต์ดีเซล โดยก่อนหน้านี้ทีมวิจัยได้พัฒนาเครื่องกรองฝุ่นละอองและกำจัดเชื้อโรคในอากาศ ทำให้มีองค์ความรู้เรื่องการกรองฝุ่นละออง PM2.5 ด้วยเทคโนโลยีการตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิตอยู่แล้ว จึงคิดนำเทคโนโลยีนี้มาปรับใช้กับการกรองฝุ่นละอองจากเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อช่วยกรองไอเสียจากเครื่องยนต์และลดฝุ่นละอองที่จะถูกปล่อยออกมาสู่อากาศ

ไอเสียที่ออกมาจากเครื่องยนต์ดีเซลโดยปกติจะมีความเร็วสูงประมาณ 30 เมตรต่อวินาที ซึ่งหากผ่านเข้าชุดกรองแบบไฟฟ้าสถิต จะทำให้ประสิทธิภาพการกรองค่อนข้างต่ำมาก กรองได้ประมาณร้อยละ 10-20 เท่านั้น เราจึงต้องเพิ่มประสิทธิภาพการกรอง โดยลดความเร็วของไอเสียที่จะเข้าสู่ชุดกรองด้วยการเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของลมที่จะผ่านเข้ามา และทำให้สามารถกระจายได้ทั่วทั้งพื้นที่ของชุดกรอง ทีมวิจัยจึงออกแบบและพัฒนาชุดแผ่นกระจายลมซึ่งมีช่องเปิดเพื่อให้ลมหรือไอเสียค่อยๆ ทยอยผ่านช่องเปิดนี้เข้าไปยังส่วนต่างๆ ของชุดกรอง และจากการทดสอบแผ่นกระจายลมที่มีช่องเปิดรูปแบบต่างๆ พบว่าแผ่นกระจายลมที่มีช่องเปิดเป็นรูปวงกลมเหมาะสมมากที่สุด เพราะทำให้ลมกระจายได้ทั่วถึงและให้ประสิทธิภาพการกรองที่ดี

“ชุดกรองไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลด้วยการตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิต ที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นประกอบด้วย ส่วนต่อท่อไอเสีย แผ่นกระจายลม ลวดปล่อยประจุ แผ่นดักจับฝุ่น และชุดควบคุม เมื่อนำไปติดตั้งเข้ากับท่อไอเสียรถยนต์จะสามารถช่วยกรองฝุ่นละอองในไอเสียรถยนต์ได้ โดยไอเสียจะผ่านเข้าสู่ชุดกรองที่มีแผ่นกระจายลมช่วยลดความเร็วของไอเสียที่เข้ามาและกระจายออกให้ทั่วในชุดกรอง ภายในมีลวดปล่อยประจุทำหน้าที่ปล่อยประจุให้ไปจับกับฝุ่นละออง และแผ่นดักจับฝุ่นทำหน้าที่ดักจับฝุ่นละอองที่มีประจุเหล่านี้ไว้ด้วยขั้วที่ตรงข้ามกัน จึงช่วยไม่ให้ฝุ่นละออง PM2.5 ผ่านออกมาสู่ภายนอกได้”

ดร.พรอนงค์ กล่าวว่า จากการทดสอบประสิทธิภาพของชุดกรองไอเสียกับรถกระบะเครื่องยนต์ดีเซลเมื่อเร่งเครื่องสูงสุดพบว่าไอเสียที่ออกมาโดยไม่ผ่านชุดกรองมีค่าควันดำสูงถึงร้อยละ 99 ขณะที่ไอเสียที่ผ่านชุดกรองออกมานั้นมีค่าควันดำลดลงอยู่ที่ประมาณร้อยละ 27 เท่านั้น ซึ่งไม่เกินเกณฑ์มาตรฐานใหม่ที่กรมควบคุมมลพิษกำหนดที่ร้อยละ 30

“นอกจากนี้ ชุดกรองไอเสียที่พัฒนาขึ้นยังมีอายุการใช้งานยาวนาน เพราะวัสดุที่ใช้เป็นสแตนเลสทั้งหมด จึงมีความทนทานสูงและไม่เป็นสนิม สามารถฉีดล้างทำความสะอาดได้ง่าย มีชุดควบคุมที่ตรวจสอบความชื้น ไอน้ำ ที่อยู่ภายใน ถ้าล้างแล้วภายในชุดกรองยังมีไอน้ำหรือความชื้นอยู่ ระบบจะยังไม่ทำงาน จนกว่าจะแห้งสนิท”

ปัจจุบัน ศูนย์ NSD สวทช. มีความร่วมมือกับ บริษัทพนัส แอสเซมบลีย์ จำกัด ในการทดสอบชุดกรองไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลด้วยการตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิตที่พัฒนาขึ้น กับการใช้งานในรถแต่ละรุ่น โดยมุ่งเป้ากรองไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลของรถขนาดใหญ่ เช่น รถบรรทุก รถโดยสารสาธารณะ เพื่อลดการปล่อยมลพิษสู่อากาศ

“หากเราลดฝุ่นละออง PM2.5 ได้ตั้งแต่ต้นทางอย่างไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซล ก็จะช่วยลดปริมาณฝุ่น PM2.5 ในอากาศ ลดมลพิษในสิ่งแวดล้อม ลดอัตราการเจ็บป่วยจากโรคทางเดินหายใจ และช่วยให้ประชาชนมีคุณภาพชีวิตดีขึ้น” นักวิจัยกล่าว