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

טכניקה לשריפת דלק מאובנים מבלי לפלוט פחמן לאוויר באמצעות חלקיקי ברזל מחומצן. צילום: אוניברסיטת אוהיו
טכניקה לשריפת דלק מאובנים מבלי לפלוט פחמן לאוויר באמצעות חלקיקי ברזל מחומצן. צילום: אוניברסיטת אוהיו

[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

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

4 תגובות

  1. הפרסום הזה מעלה אצלי שלושה הרהורים עיקריים:
    1. החלקיקים שמחמצנים את הביו-מאסה יכולים להיות אוקסידים והידרוקסידים של מגוון אדיר של מתכות, כשהחומר שהכי "קורץ" לשימוש כאן הוא כמובן חלודת ברזל – אשר סופסוף תוכל להיות מנוצלת כפי שהיא כריאגנט, ולא כחומר שיש צורך להיפטר ממנו או לטמון באתרי פסולת שרק הולכים וגדלים, מכיוון שלפי הבנתי החלקיקים המחמצנים שהוזכרו כאן אינם קטליזטורים אלא רק מקור לחומר מחמצן! כך ניתן למחזר מגוון עצום של מתכות שעברו קורוזיה אשר ישמשו כריאגנטים ולא יהיה צורך להיפטר מהם או למחזר אותם בתהליכים יקרים ובזבזניים, והמתכות הנקיות שיתקבלו (בעלות דרגת חימצון 0) יועלו לחזור לשימוש נוסף! מדובר על win-win-situation, כאשר המתכות המחומצנות יהוו חומר גלם, ולאחר שיסיימו את תפקידן בתהליך שהוסבר בכתבה, יחזרו לשימוש הקודם שלהן בתור מתכות נקיות. התוצאה: מחזור שימוש ירוק, זול (פחות כרייה של המתכות וללא צורך להטמנת התוצרים) = פחות בזבוז!
    2. עם זאת, לאחר הרהור נוסף, יש לזכור שהתהליכים האלה בעלי ניצולות נמוכות מאוד, ולעיתים ניתן לקבל המרה של מספר אחוזים ולא יותר – דבר שמעלה בהחלט את שאלת הכדאיות הכלכלית של כל התהליך הזה.
    3. בהרהור אחרון עליי לתמוה על הנקודה שגם כיום, בכל התהליכים התעשייתיים (בייחוד בתעשיות ה-Low-Tech) המשחררים פחמן דו-חמצני לאטמוספירה כחומר לוואי לא רצוי – מדוע לא מבעבעים אותו ישירות לתוך תמיסות מימיות, לשם קבלת חומצה פחמתית (H2CO3) שמהווה חומר גלם חשוב בתעשיות רבות? הרי שידרוג של מפעל המשחרר כיום לאטמוספירה CO2 על בסיס קבוע למפעל שהוא ירוק יותר, היכול ללכוד כך CO2 ואז למכור את תמיסות החומצה הפחמתית שלו אמנם מחייב השקעה כספית ראשונית, אך ההכנסות בשל מכירת התמיסות עם H2CO3 יחזירו את ההשקעה הזו במהירות, ויתקבל גם בונוס חשוב לא פחות: שמירה על הסביבה מבחינת הקטנת זיהום האוויר באזור המפעל (בטווח המיידי) והאטת ההתחממות הגלובאלית (בעתיד הקרוב)?

  2. מסתבר שבויקיפדיה הובא רק הפירוש השאול (כלומר הצבאי) למגוב שכאמור הוא כלי חקלאי במקורו – ולפי אתר מילוג (ששכח את שני הפירושים היותר מקובלים..) מגוב זה בכלל ריאקטור. החיים קשים לעולים חדשים ודוברי עברית…

  3. לאסף: מגוב ומורג הם כלים חקלאיים. הראשון מיועד לאיסוף השיבולים והשני לדיש. הצבא שאל את השמות האלה לכלים לטיפול במוקשים.

  4. מה זה ״מגוב״ ? ? ?
    חיפשתי פרוש ל״מגוב״ והיחידי שמצאתי הוא:
    מגוב הוא התקן הנדסי המותקן על רכב קרבי משוריין
    כגון טנקים, נגמ"שים וציוד מכני הנדסי שתפקידו לפלס דרך נקייה ממוקשים,
    ולאפשר לכלי רכב אחרים לנסוע בעקבותיו.
    ישנם מספר סוגי מגובים:
    מגוב רציף – מעין כף דחפור בצורת V שננעצת בקרקע ומסיטה מוקשים הצידה או הופכת אותם.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

דילוג לתוכן