סיקור מקיף

המימן בדרך

חוקרים בפקולטה לכימיה בטכניון פיתחו מערכת חדשה לייצור מימן ממים בהשקעה אנרגטית נמוכה ובאמצעות חומרים זמינים וזולים

פרופ' גליה מעיין. צילום: דוברות הטכניון
פרופ' גליה מעיין. צילום: דוברות הטכניון

אלקטרוליזת מים היא דרך קלה לייצור גז מימן, הנחשב לדלק נקי ומתחדש. עם זאת, אלקטרוליזה יעילה מצריכה כיום הפרש-מתח משמעותי, pH גבוה וברוב המקרים זרזים המבוססים על מתכת יקרה כגון רוטניום. בשל ההבטחה הטמונה במימן, קבוצות מחקר רבות חותרות לפיתוחן של טכנולוגיות אלקטרוליזה שיאפשרו לייצר דלק מימן בהפרש-מתח נמוך, ב-pH בין 7-9 ועל ידי זרזים המבוססים על מתכת זמינה וזולה כגון נחושת, מנגן וקובלט.


כתב העת Journal of the American Chemical Society מדווח על פתרון ייחודי שפותח בטכניון; זוהי המערכת המהירה ביותר מסוגה שדווחה עד כה ופועלת על זרזים של מתכת זמינה (נחושת). את המחקר הובילו פרופ' גליה מעין, ראש המעבדה לכימיה ביומימטית בפקולטה לכימיה ע"ש שוליך, והדוקטורנט גווילין רואן. 

חוקרי הטכניון תכננו ופיתחו מערכת אלקטרוליזה הומוגנית, כלומר מערכת שבה הזרז מסיס במים, כך שכל רכיבי המערכת נמצאים באותו המדיום. זוהי מערכת חדשנית ומקורית המבוססת על (1) יוני נחושת; (2) אוליגומר (מולקולה קטנה) דמוי פפטיד הקושר את הנחושת ושומר על יציבותה; ו(3)תרכובת בשם בוראט שתפקידה לשמור על ה- pHבטווח מוגבל. התגלית העיקרית במחקר זה היא המנגנון הייחודי שגילו החוקרים והדגימו במחקר: תרכובת הבוראט עוזרת בייצוב המרכז המתכתי ומשתתפת בתהליך כך שהיא עוזרת לזרזו.


במחקרים קודמים הדגימה קבוצת המחקר את יעילותו של השימוש באוליגומרים דמויי פפטידים בייצוב יוני המתכת הנחשפים לחמצן – חשיפה העלולה לחמצן אותם בהיעדר האוליגומר ולפרק את הזרז. כעת מדווחים החוקרים על הצלחה ביצירה של מערכת אלקטרוליזה יעילה ומהירה מאוד. זוהי מערכת יציבה המפרקת את המים למימן ולחמצן באותם תנאים מבוקשים: הפרש-מתח נמוך, pH קרוב ל-9 וזרזים זולים. לדברי פרופ' מעין, המערכת פותחה בהשראת אנזימים (זרזים ביולוגים) המשתמשים בשרשרת הפפטידית של החלבון לייצוב המרכז המתכתי ובהשראת תהליכים אנרגטיים טבעיים כגון פוטוסינתזה, המונעים על ידי יחידות המנצלות את אנרגיית השמש להסעה של אלקטרונים ופרוטונים.

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF) ותוכנית האנרגיה ע"ש גרנד בטכניון.

למאמר בכתב העת Journal of the American Chemical Society  

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

10 תגובות

  1. היכן ישראל נמצאת בחקר הפקת המימן ממים , ביחס למעצמות כגון יפן גרמניה , שחוקרות כבר שנים את עניין הפקת המימן בעלויות נמוכות . ומה למעצמות אלו שמשקיעות הון עתק לא להכיר את פריצת הדרך של ישראל ?

  2. דברים יפים מאוד.

    מהי הנצילות של התהליך הזה ? האם גבוהה משמעותית מהנצילות של תהליכים קיימים ?

    האם התהליך מוזיל את עלות הציוד והחומרים הדרושים באופן משמעותי ?

    אלו הדברים החשובים שיקבעו האם העבודה הזו תהפוך לתהליך בקנה מידה גדול שיועיל לציבור או תשאר עבודה יפה שמיעוט שבמיעוט של אנשים קוראים עליה.

  3. רק זה היה חסר, במקום לנצל את אנרגיות השמש, האנושות תיפרק את האוקיינוסים לצרכי אנרגיה, עד שיעלמו כליל.

    ואז במקום מים – האנושות תעבור לשתית חול

  4. אבי ז"ל עסק בפיתוח מערכת הפקת מימן אדהוק למכוניות כדי שיסעו רק על מים, הגיע ל 50% חיסכון בדלק. הוא פיתח שיטה לאלקטרוליזה תוך כדי תנועה שמייצרת בדיוק את הכמות הנדרשת למנוע, פיתח לצורך כך שיטה יעילה לאלקטרוליזה, אך העיקרון שונה מהמתואר כאן אלא התבסס על פרמטר אחר מהפרש הפוטנציאלים החשמלי

  5. ייצור מימן תמיד יצריך יותר אנרגיה ממה שהמימן ייצר . גם אם האנרגיה היא אנרגיה ירוקה עדיין שימוש ישיר באנרגיה הזאת יותר יעיל מייצור מימן ואז שימוש במימן. מה שכן שימוש במימן יאפשר שימוש במטוסים וספינות ומשאיות וטרקטורים וגם שינוע ממקומות הייצור של מימן ממקורות מתחדשים, ירוקים וזולים.

  6. אשמח להבין בשפה יותר מובנת להדיוט,
    מה התגלית, ומה העלות של ההפקה בדרך הזו.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן