אף על פי שמהנדסים יודעים מזה זמן רב להפיק מימן באמצעות אנרגיית השמש, שיטה חדשה תאפשר לעשות זאת באופן “ירוק” יותר
הכתבה מתפרסמת באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל 23.07.2017
מימן משמש כיום לשדרוג נפט גולמי כבד ולהפקת אמוניה, אבן בניין חיונית לייצור דשנים חיוניים לחקלאות המודרנית. הוא יכול לשמש גם דלק לייצור אנרגיה ירוקה, ולשמש כמרכיב בתאי דלק ידידותיים לסביבה במכוניות ובמשאיות. אבל מכיוון שעל פי רוב מפיקים מימן מגז טבעי המחומם באמצעות קיטור, בתהליך שכתוצאה ממנו נפלטים גזי חממה, נוצרות בעיות סביבתיות אחרות. מדענים מנסים אפוא לפתח תהליך חלופי שישתמש במקור אנרגיה מתחדש. פריצת דרך כזאת דווחה לאחרונה במאמר שראה אור בכתב העת Nature Energy.
הגישה החדשה משתמשת במתקן פוטו-אלקטרוכימי (PEC), סוג של תא סולרי שיכול באופן עקרוני לפרק מולקולות מים ביעילות גבוהה יותר משיטות אחרות. מדענים מנסים כבר זמן רב לתכנן מתקן פוטו-אלקטרוכימי שיהיה לא רק יעיל, אלא גם עמיד דיו כדי להיות כדאי מבחינה כלכלית. התקדמות של ממש התרחשה לפני שנה וחצי, כשג’ון טרנר, אלקטרוכימאי במעבדה הלאומית האמריקנית לאנרגיה מתחדשת (NREL), תכנן מתקן הבנוי משכבות של שני חומרים מוליכים למחצה: גליום אינדיום זרחני (GaInP) וגליום ארסניד (GaAs). המתקן של טרנר היה המתקן היעיל ביותר בעולם להמרת אנרגיה סולרית למימן עד 2015. אבל מכיוון שהתמיסה החומצית שהתא נחשף לה בעת פעולתו הרסה אותו במהירות המימן שהוא ייצר היה יקר מדי.
במתקן החדש, שפיתחה קבוצת חוקרים בראשות הכימאית ג’ינג גוּ מאוניברסיטת סן דייגו סטייט, הוסיפה הקבוצה ציפוי לשכבות המוליכים למחצה המונע את הקורוזיה החומצית. שכבות הציפוי המגנות האלה האריכו במידה ניכרת את אורך חיי המתקן היעיל שתכנן טרנר. בבדיקות עמידות נמצא שהוא שמר על 80% מיכולתו של המתקן הפוטו-אלקטרוכימי המקורי. “משק מימן” שבו יכולים צרכנים לייצר בעצמם מימן כדי להניע את מכוניותיהם או לקרר ולחמם את בתיהם עדיין אינה בפתח, אבל ההישג ההנדסי הזה בכל זאת גורם לחזון משק המימן להישמע קצת יותר מציאותי.
