חוקרים מאונ’ תל-אביב גילו מוטנט של אצה המאפשר ייצור מימן ירוק בסדרי גודל תעשייתיים

מדובר בפריצת דרך משמעותית שתאפשר לראשונה ביצוע מחקרים הנדסיים העוסקים בתיעוש תהליך יצור מימן ירוק * הזן שהתגלה מתגבר על שני חסמים מרכזיים שלא אפשרו עד כה ייצור מימן ירוק רציף

מימן גזי הינו דלק לא מזהם היכול לשמש כדלק לכלי תחבורה חשמליים מסוגים שונים. אופניים ומכוניות המונעים במימן כבר מיוצרים באופן סדרתי מספר שנים, ובכלי רכב אלו מוחלפת סוללת הליתיום המזהמת, בתא דלק הממיר מימן לחשמל. כיום רוב המימן בעולם מיוצר בתהליך מזהם מאד מגז טבעי ולכן נקרא מימן אפור. לחילופין, גז מימן המיוצר רק באמצעות אנרגיה מתחדשת נקרא מימן ירוק בשל העובדה שייצורו אינו פולט כל זיהום או פחמן דו חמצני לאטמוספרה. על כן, מעבר של האנושות לשימוש במימן ירוק יהווה פתרון אולטימטיבי לבעיית ההתחממות הגלובלית.

נכון להיום, ניתן לייצר מימן ירוק באמצעות פאנלים סולאריים המחווטים למכשירים המבצעים ביקוע מים למימן וחמצן (אלקטרולייזרים),  אך תהליך זה הינו יקר בשל העובדה שדורש מתכות יקרות ומים מזוקקים. לחילופין ניתן להשתמש בתהליכים ביולוגים לייצור מימן. בטבע מימן מיוצר כתוצר לוואי של הפוטוסינתזה לפרקי זמן של דקות על ידי מיקרו-אצות, אצות חד תאיות הנמצאות בכל מאגר מים ואפילו בקרקע. כדי שתהליך זה יוכל להיות מקור בר קיימא לאנרגיה, על האנושות להנדס זני מיקרו-אצות שייצרו מימן למשך ימים ושבועות.

החוקרים מאוניברסיטת תל-אביב הובילו לפריצת דרך משמעותית שתאפשר לראשונה ביצוע מחקרים הנדסיים העוסקים בתיעוש תהליך יצור מימן ירוק. במחקר שהובל ופורסם לאחרונה בכתב העת Cell Reports Physical Sciences על-ידי הדוקטורנטית תמר אלמן בהנחיית פרופסור יפתח יעקובי מהמעבדה לאנרגיה מתחדשת של הפקולטה למדעי החיים ע”ש ג’ורג’ ס’ וייז באוניברסיטת תל-אביב, נתגלה מוטנט של אצה מיקרוסקופית שמאפשר לראשונה ייצור גז מימן ירוק בסדרי גודל המתאימים לדרישות תעשייתיות.

“כאשר מצאנו שבמוטנט זה לא מצטבר חמצן בכל עוצמות התאורה (מה שכן קורה בזן הבר) העלינו השערה שנוכל להפיק ממנו ייצור מימן מתמשך. בעזרת מדידות בביוריאקטורים בנפחים של ליטר, מצאנו ייצור מימן רציף למשך למעלה מ-12 יום. המוטנט מתגבר על שני חסמים מרכזיים שלא אפשרו עד כה ייצור מימן רציף – מסביר פרופ’ יעקובי. “החסם הראשון, הינו הצטברות חמצן בתהליך הפוטוסינתזה, החמצן מרעיל את תהליך הייצור המימן, במוטנט, נשימה מוגברת מסלקת את החמצן ומאפשרת תנאים נוחים לייצור מימן מתמשך. החסם השני, הינו איבוד אנרגיה לתהליכים מתחרים, ביניהם קיבוע פחמן דו חמצני לסוכר. גם הוא נפתר במוטנט ורוב האנרגיה מתועלת לטובת ייצור מימן מתמשך”.

כדי לתעש תוצאות אלו עומל צוות המחקר בראשות פרופ׳ יעקובי על פיילוט של נפחים גדולים יותר ופיתוח שיטות שיאפשרו הארכת זמן קציר המימן, כדי להוריד את מחירו לרמות תחרותיות. “קצב ייצור המימן מהזן מגיע לכדי עשירית מהקצב התאורטי האפשרי ובעזרת מחקר המשך יש אפשרות לשפרו אף יותר” – מסכם פרופ’ יעקובי.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• חוקרים באוניברסיטת תל אביב מצאו דרך להגביר פי 5 את תפוקת המימן מאצות חד תאיות עבור רכבי העתיד
• לתדלק במימן
• ננו-חומר חדשני יאפשר הפקה נקייה של דלק מימן לכלי רכב – הדלק הנקי ביותר בעולם
• ייצור דלק מימן בהשראת הפוטוסינתזה בטבע