วิศวกรรมระบบและการควบคุม นำความรู้ทางคณิตศาสตร์ และคอมพิวเตอร์มาประยุกต์ใช้เพื่อออกแบบและปรับปรุงกระบวนการทางอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์เคมี หอกลั่นแบบมีปฏิกิริยา และเครื่องตกผลึก เพื่อแก้ปัญหาและปรับปรุงกระบวนการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบการผลิต และยังได้พัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับผลิตพลังงานไฟฟ้าที่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ โดยวิเคราะห์และปรับปรุงสมรรถนะเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็ง ร่วมกับกระบวนการการผลิตไฮโดรเจน
เน้นในส่วนของการปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลเชื้อเพลิงชนิดออกไซต์แข็ง ทำร่วมกับกระบวนการผลิตไฮโดรเจน เนื่องจากออกไซต์ตัวนี้มันทำงานได้โดยใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงหลัก แต่ปรกติแล้วไฮโดรเจนไม่ได้เป็นธาตุที่พบโดยทั่วไป มันก็มีอยู่บ้างแต่ไม่ใช่ปริมาณที่มาก ก็เลยต้องศึกษากระบวนการผลิตไฮโดรเจนการเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆด้วย ทำอย่างไรถึงจะผลิตไฮโดรเจนได้จากเชื้อเพลิง จริงๆ แล้วสามารถผลิตได้จากหลายเชื้อเพลิงแต่ว่า เราคงมุ่งไปที่เชื้อเพลิงที่หาได้จากภายในประเทศ อีกอย่างคือการปรับปรุงเซลเชื้อเพลิงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น การออกแบบกระบวนการผลิตไบโอดีเซล คือการต่อยอดจาก โปรดักส์ที่ได้จากไบโอดีเซลแทนทีจะไปจบที่ไบโอดีเซล มันมีทางไหมที่จะขยายต่อไปอีกเพื่อเป็นการลดความเสี่ยงที่มีอยู่ในระบบของการผลิตไอโอดีเซล
เซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็ง (Solid Oxide Fuel Cell: SOFC)
เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลังงานเคมีของก๊าซเชื้อเพลิงและอากาศไปเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงได้โดยตรง โดยไม่ต้องอาศัยขบวนการเผาไหม้ ซึ่งการขั้นตอนของการแปลงให้เป็นไฟฟ้าจากเซลเชื้อเพลิงโดยตรงย่อมให้ประสิทธิภาพมากกว่าการเปลี่ยนที่ต้องผ่านการทำงานในหลายขั้นตอน ทั้งเซลเชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็ง ซึ่งเป็นงานที่ผศ.ดร.อมรชัย อาภรณ์วิชานพให้ความสนใจอยู่ในขณะนี้ ยังมีประสิทธิภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าสูงและมีการปล่อยของเสียน้อยกว่าเครื่องกำเนิดพลังงานแบบเดิมๆ ใช้สมการทางคณิตศาสตร์เป็นหลักโดยอาศัยเทคโนโลยีอย่างคอมพิวเตอรที่สามารถประมวลผลได้เร็วและมีความแม่นยำมาช่วยในการทำงาน ซึ่งการสร้างแบบจำนองแต่ละชนิดนั้นอาจจะแตกต่างกันไปตามการใช้งาน
ส่วนใหญ่ใช้สมการพื้นฐานเช่นพวกสมการดุลย์มวลสาร สมการดุลย์พลังงานจริงๆมันก็มีหลายแนวทางที่จะสร้างแบบจำลองตัวนี้มา ซึ่งขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการนำไปใช้งานด้วยถ้าเราต้องการอยากจะรู้แบบจำลองโดยละเอียด อันนี้ก็จะมาจากสมการดุลย์มวลสารสมการดุลย์พลังงาน แต่ถ้าเราไม่ได้อยากจะรู้การเปลี่ยนแปลง ของกระบวนการแต่เราต้องการจะรู้แค่อินพุท-เอาพุท เช่นอุณหภูมิเปลี่ยนไปเราไม่ได้อยากรู่วาการทีอุณหภูมิเปลี่ยนไปทำให้อะไรข้างในมันเปลี่ยนไปด้วย ก็อาจจะใช้แค่ความสัมพันธ์ระหว่างอินพุทและเอาพุทมาสร้างแบบจำลอง กระบวนการการวิจัยโดยใช้ ทางด้านวิศวกรรมระบบและการควบคุม นับเป็นอีกหนึ่งวิธีการในการสร้างสรรค์ให้เกิดองค์ความรู้ใหม่ๆแก่วงการวิทยาสาสตร์ แม้งานชนิดนี้ยังไม่แพร่หลายนักในหมู่นักวิจัยไทยเมื่อเทียบกับงานวิจัยแบบทดลองจริงแต่ผลงานหรือคุณประโยชน์ของงานวิจัยชนิดนี้ไม่ได้ด้อยไปกว่างานวิจัยที่ต้องอาศัยการทดลองจริงๆเลย ซ้ำยังช่วยในแง่ของการวิเคราะห์และการวางแผนที่ถูกต้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นการประหยัดเวลาในการทดลอง ประหยัดต้นทุนในการวิจัย