ประเทศไทยได้พึ่งพาการนำเข้าเชื้อเพลิงจากต่างประเทศเป็นหลัก เพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องมาโดยตลอด อย่างไรก็ตามประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่สามารถปลูกพืชจำพวก อ้อย มันสำปะหลัง ข้าวโพด ฯลฯ ได้เป็นปริมาณมาก และมีการส่งเสริมการวิจัยเพื่อนำพืชเหล่านี้มาใช้ในการผลิตเอทานอลชีวภาพ ซึ่งหากสามารถหากระบวนการและวิธีการที่เหมาะสมเพื่อนำเอทานอลชีวภาพมาเป็นวัตถุดิบในการผลิตพลังงานขึ้นใช้ได้ ผลผลิตทางการเกษตรเหล่านี้จะเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญของประเทศ การนำเอทานอลชีวภาพมาใช้ผลิตแก๊สไฮโดรเจนโดยผ่านกระบวนการรีฟอร์มมิ่งด้วยไอน้ำ และนำแก๊สไฮโดรเจนที่ได้ไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิงชนิด Proton Exchanged Membrane (PEM) ต่อเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถนำเอทานอลมาใช้ประโยชน์ด้านพลังงานได้อย่างคุ้มค่า แต่ปัจจุบันแก๊สไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการรีฟอร์มมิ่งเอทานอลด้วยไอน้ำนั้นมีคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นพิษต่อขั้วของเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้เจือปนอยู่เป็นปริมาณมากเกินกว่าที่เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้จะปฏิบัติงานได้ ดังนั้นในการนำแก๊สไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการนี้ไปใช้งานกับเซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEM จึงต้องผ่านกระบวนการแยกแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ออกก่อน ซึ่งทำให้มีความยุ่งยากและสิ้นเปลืองอย่างมาก อย่างไรก็ตามหากสามารถพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในกระบวนการรีฟอร์มมิ่งเอทานอลด้วยไอน้ำเพื่อให้มีคุณสมบัติพิเศษ คือ สามารถเลือกเร่งเฉพาะปฏิกิริยาที่ต้องการ (รีฟอร์มมิ่งของเอทานอล) และไม่เร่งปฏิกิริยาข้างเคียงอื่นโดยเฉพาะปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ขึ้นได้จะทำให้การใช้เอทานอลชีวภาพผลิตแก๊สไฮโดรเจนเพื่อใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วยเซลล์เชื้อเพลิงมีความคุ้มค่าในการลงทุนมากยิ่งขึ้น โครงการวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษา ความเป็นไปได้ในการเลือกใช้และพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา สำหรับการผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากปฏิกิริยารีฟอร์มมิ่งเอทานอลชีวภาพด้วยไอน้ำ เพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์ของแก๊สไฮโดรเจนผลิตภัณฑ์ เนื่องจากงานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยในระดับเริ่มแรกจึงจะเลือกพิจารณาการทำงานของ Ni/Al2O3 เป็นหลัก ทั้งนี้เพราะตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้มีราคาถูกและสามารถเร่งปฏิกิริยาได้ดีในระดับหนึ่ง โดยทั่วไปการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอาจทำได้หลายวิธี แต่ในงานวิจัยนี้จะเลือกใช้การเปลี่ยนแปลง ปริมาณของโลหะนิกเกิลบนตัวรองรับ, ชนิดของตัวรองรับ และชนิดของสารเติมแต่งในตัวเร่งปฏิกิริยา และทดสอบการกระจายของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาแต่ละส่วนผสม เมื่อได้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีสัดส่วนพอเหมาะ คือ สามารถลดปริมาณการเกิดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ในระดับหนึ่ง จะดำเนินการทดลองเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนั้นต่อ โดยจะทำการศึกษาทั้งอิทธิพลของ อุณหภูมิ, อัตราส่วนของวัตถุดิบในสายป้อน และอัตราการป้อนสารตั้งต้น ที่มีต่อ การกระจายของผลิตภัณฑ์ ผลการศึกษาจากงานวิจัยนี้ อันได้แก่ แนวทางในการปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการรีฟอร์มมิ่งเอทานอลด้วยไอน้ำ และข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา จะเป็นประโยชน์และเป็นพื้นฐานที่สำคัญในการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา และออกแบบกระบวนการผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพสูงต่อไป

Energy consumption in Thailand has increased rapidly due to the development of technology and economics growth. In order to serve this high demand, we have imported crude oil and other raw materials for energy production. On the other hand, Thailand can produce large amount of agricultural materials such as sugar cane, cassava and corn which can be converted to bio-ethanol. The government has also embarked on the research on development of the process for bio-ethanol production and utilization of the bio-ethanol for energy purpose. Therefore, the bio-ethanol will be a promising renewable energy resource in Thailand. Hydrogen is an attractive fuel because it does not make any pollution. Additionally, it can be used in several kinds of fuel cell to produce electricity. Proton exchanged membrane fuel cell (PEMFC) is one of the most efficient fuel cells since it can be operated at low temperature. Hydrogen can be generated from several reactions including steam reforming of ethanol. However, the hydrogen produced from the steam reforming has large amount of CO, which is strongly poison to a catalyst in the electrode of PEMFC, as a contaminant. It is, therefore, necessary to eliminate this contaminant. The purification is usually done by water-gas shift reaction and additional separation units. There is a great interest in developing novel catalysts that selectively active for steam reforming and non-active for other side reactions producing CO. The development of the novel catalysts is the key to the economical fuel cell systems. In this project, we are focusing our interest on the valuation of using catalyst to reduce CO formed during the steam reforming of ethanol. Since this project is the beginning phase of our study, we are mainly investigating the performance of Ni/Al2O3 catalyst. The reason of choosing Ni/Al2O3 is that the catalyst shows reasonable performance to this reaction and it is cheap. Although the improvement of supported metal catalyst can be performed several ways, we are varying the amount of metal loading, type of support material and type of promoter. The product distribution for each catalyst at an arbitrary condition will be tested. The catalyst that produces small amount of CO will be selected for further investigation on the effects of operating temperature, feed composition and feed flow rate on the product distribution. These results will be used as a basis for the determination of the optimum condition for hydrogen production. The knowledge obtained from this research, the strategy for improving catalyst used in the steam reforming of ethanol and the preliminary kinetics data of the reaction, is necessary and useful for the development of a high selective catalyst. This can be ultimately used in developing high efficient process for hydrogen production.