טכנולוגיה של דלק מאובנים שאינה פולטת פחמן לאוויר החופשי

מהנדסים מנסים לפתח טכנולוגיות בעלות יכולת להמיר באופן כלכלי דלק מאובנים וביומסה לכדי מוצרים שימושיים, לרבות חשמל, זאת ללא פליטת פחמן דו-חמצני לאוויר החופשי

[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]

בראשון מבין שני מאמרים שפורסמו זה מכבר בכתב העת המדעי Energy & Environmental Science, מהנדסים מאוניברסיטת המדינה של אוהיו מדווחים כי הם הצליחו לפתח תהליך המסוגל להמיר פצלי גז לכדי מוצרים כגון מתאנול ובנזין, וכל זאת תוך צמצום הפליטה של פחמן דו-חמצני. את התהליך הזה ניתן ליישם גם עבור פחם וביומסה.

תחת תנאים מסוימים, הטכנולוגיה מנצלת את כל הכמות של הפחמן הדו-חמצני שהיא מייצרת יחד עם כל הכמות המגיעה ממקורות חיצוניים. במאמר השני, החוקרים מדווחים שהם מצאו שיטה המסוגלת להאריך באופן משמעותי את חיי המדף של החלקיקים המאפשרים לתגובה הכימית להמיר פחם או סוגי דלק אחרים לחשמל ולמוצרים שימושיים.

בנוסף, צוות החוקרים גילה ורשם פטנט על שיטה בעלת פוטנציאל להפחית את עלויות ההון של הפקת גז דלק הקרוי בשם גז סינתטי בכחמישים אחוזים בהשוואה לשיטות רגילות. הטכנולוגיה עושה שימוש בחלקיקים של תחמוצות מתכת הנמצאות בלחצים גבוהים בתוך מגוב, ואלו מאפשרים לשרוף גז מאובנים וביומסה ללא נוכחות של גז חמצן. תחמוצת המתכת היא זו המספקת חמצן לתגובה. שיטה זו יכולה לספק חשמל נקי עד אשר אנרגיות מתחדשות, כגון אנרגיה סולארית ואנרגיית רוח, תהפוכנה לשיטות זמינות וזולות מספיק, אומרים החוקרים. “משאבים מתחדשים הם העתיד”, אמר Liang-Shih Fan, פרופסור להנדסה כימית וביומולקולארית, אשר הוביל את המחקר. “אנו צריכים שיטת גישור שתאפשר לנו להפיק אנרגיה נקייה עד אשר נגיע לשם – משהו זמין שנוכל לנצל אותו במהלך שלושים השנים הבאות, עד אשר אנרגיות סולאריות ורוח יהפכו למספיק זולות”.

לפני חמש שנים, צוות החוקרים הדגים טכנולוגית שריפה במהלכה הצליחו החוקרים לקבל אנרגיה מתוך פחם תוך לכידת יותר מתשעים ותשעה אחוזים מכמות הפחמן הדו-חמצני הנפלטת במהלך התגובה הכימית, כמות שאחרת הייתה מגיעה לאוויר הפתוח. ההתקדמות בשיטה זו טמונה בחלקיקים של תחמוצת ברזל המספקים את החמצן הדרוש לתגובת השריפה המתרחשת בתוך המגוב. לאחר תום התגובה, החלקיקים סופחים בחזרה חמצן מהאוויר, ומחזור התגובות מתחיל מחדש.

האתגר כעת, מסביר החוקר הראשי, הוא לשמור על החלקיקים שלא יישחקו ויאבדו עם הזמן את הפעילות שלהם. בעוד שלפני חמש שנים, החלקיקים החדשניים היו פעילים במשך 100 מחזורים במהלך שמונה ימים של פעילות רצופה, הרי שהמהנדסים הצליחו לשפר אותם כך שהיום הם פעילים במשך יותר מ-3000 מחזורים, שווי-ערך ליותר משמונה חודשים של שימוש רצוף בניסויי מעבדה. “החלקיק עצמו הוא סוג של נשא והוא זה הלוכד והמשחרר את החמצן בתהליך, ובסופו של דבר הוא מתפרק. בדומה למשאית המובילה סחורות בכבישים, גם החלקיקים הנשאים, בסופו של דבר, יעברו שחיקה ובלייה. אנו טוענים שהצלחנו לפתח חלקיק המסוגל לבצע במעבדה את המסלול הזה 3000 פעמים ועדיין לשמור על השלמות שלו,” אומר החוקר. זהו זמן החיים הארוך ביותר שדווח אי פעם עבור נשא חמצן, הוא מוסיף ואומר.

השלב הבא הוא לבדוק את יעילות הנשא בתהליך כימי שלם במסגרת שריפת פחם. בנוסף, התהליך מאפשר להפיק גז סינתטי שהוא בתורו מספק את אבני הבניין למגוון רחב של מוצרים שימושיים לרבות אמוניה, פלסטיק ואפילו סיבי פחמן. לפיכך, השיטה מספקת יישום תעשייתי אפשרי בפחמן דו-חמצני בתור חומר גלם להפקה של מוצרי צריכה יומיומיים. כיום, כאשר פחמן דו-חמצני נפלט מהארובות של תחנות כוח, הוא מיועד להילכד ולהיטמן על מנת למנוע ממנו מלהגיע לאטמוספירה בתור גז חממה. במסגרת השיטה החדשה, חלק מכמות הפחמן הדו-חמצני הנפלטת מהארובות לא תצטרך להיטמן – במקום זאת היא תוכל להיות מומרת למוצרים שימושיים.

הידיעה על המחקר