הידען - Hayadan

מחקר בחיידקים של קרקעית הים מביא לפיתוח ספק אנרגיה זול, המסוגל לספק אור וחשמל בחינם

ד"ר רועי צזנה ·

Summary: חוקר בהארוארד פיתח תא דלק המתבסס על פעילותם הטבעית של מיקרובים אנאירוביים – יצורים חד-תאיים המסוגלים לחיות ללא חמצן. ניתן לייצר את תאי הדלק במחיר הסמלי של כמה דולרים, ובמחיר זה יוכלו עניים רבים בעולם לקנות אותם – כולל אלו שאין בידם עדיין גישה לחשמל הרפורמה שועדת שוחט עומדת להציע תתבסס בין היתר על יכולתה של הממשלה לקבוע תחומי מחקר הנראים לה חשובים במיוחד, ולעודד מחקר באותם תחומים. כל מומחה…

חוקר בהארוארד פיתח תא דלק המתבסס על פעילותם הטבעית של מיקרובים אנאירוביים – יצורים חד-תאיים המסוגלים לחיות ללא חמצן. ניתן לייצר את תאי הדלק במחיר הסמלי של כמה דולרים, ובמחיר זה יוכלו עניים רבים בעולם לקנות אותם – כולל אלו שאין בידם עדיין גישה לחשמל

הרפורמה שועדת שוחט עומדת להציע תתבסס בין היתר על יכולתה של הממשלה לקבוע תחומי מחקר הנראים לה חשובים במיוחד, ולעודד מחקר באותם תחומים. כל מומחה להסטוריה של המדע יכול לומר שזו רק משאלת לב משום שבמקרים לא מעטים, דווקא התגליות המעניינות והחשובות ביותר מגיעות מתוך התחומים המוזנחים יותר של המדע. דוגמא טובה היא תגליתו של פרופסור לביולוגיה באוניברסיטת הרווארד, אשר מתוך מחקרו על מיקרובים של קרקעית הים, הצליח לפתח ספק כוח זול וחדשני, אשר מנצל זבל, קומפוסט וסוגים שונים של אשפה כדי להפיק חשמל.

פטר גירגויס, פרופסור עוזר לביולוגיה אורגניסטית ואבולוציונית, פיתח תא דלק המתבסס על פעילותם הטבעית של מיקרובים אנאירוביים – יצורים חד-תאיים המסוגלים לחיות ללא חמצן. ניתן לייצר את תאי הדלק במחיר הסמלי של כמה דולרים, ובמחיר זה יוכלו עניים רבים בעולם לקנות אותם – כולל אלו שאין בידם עדיין גישה לחשמל.

למרות שפלט הכוח עדיין נמוך יחסית, גירגויס אומר שהוא מספיק כדי לספק תאורה באנרגיה נמוכה, או להטענת בטריות של מכשירים שונים, כגון פלאפונים ומכשירי תקשורת אחרים. "ישנם 2.8 מיליארד אנשים כיום על פני כדור-הארץ, שאין ברשותם חשמל," אומר גירגויס. "רוב האנשים רוצים חשמל לתאורה ולתקשורת."

מדענים עסקו בחקר תאי דלק המבוססים על אורגניזמים חד-תאיים במשך עשרות שנים, אך מטרתו המוצהרת של גירגויס היתה להשתמש בידע הקיים וליישם אותו ביצירת מכשיר שמיש וזול, אותו ניתן יהיה לחלק לאיזורים ללא חשמל.

פריצת הדרך בתהליך הפיתוח הגיעה כאשר גירגויס הבין שכדי להרכיב את תאי הדלק אין צורך בחומרים היקרים בהם משתמשים במעבדות המחקר. הוא הצליח להרכיב תאי דלק שפעלו די טוב גם כשהגביל את עצמו לחומרים פחות יקרים – שהורידו בצורה משמעותית את מחיר היצור.

תאי הדלק מסתמכים על תכונה יחודית של חיידקים אנאירוביים. חיידקים אלו חיים בסביבה ללא-חמצן, וכאשר הם 'מעכלים' את המזון שלהם, הם מפרישים אלקטרונים עודפים לסביבה. בתנאים רגילים, אלקטרונים אלו פשוט משתחררים לחומר שמסביבם. בתאי הדלק של גירגויס, האלקטרונים עוברים לאלקטרודה ועל-ידי כך מנוצלים ליצירת זרם חשמלי קטן.

תא הדלק של גירגויס מתבסס על אלקטרודה, חוטים להולכה ומעגל חשמלי מודפס קטן בערך בגודל של חבילת קלפים. החשמל זורם מהאלקטרודה אל המעגל המודפס ומשם אל אחת משתי היציאות בצד השני. יציאה אחת מספקת כוח למכשירים אלקטרוניים כגון נורות LED. ליציאה האחרת מחובר מטען פלאפון.

יתרון נוסף של תא הדלק האורגני הוא שהוא אינו מערב שריפה של דלק כמו נפט. הוא מייצר אנרגיה מבלי להשפיע לרעה על האקלים. אף על פי כן, גירגויס אומר שתאי הדלק האורגניים אינם תחליף הולם לדלקים הנהוגים כיום. ניתן אמנם להגדיל את תאי הדלק כך שייצרו יותר אנרגיה ולתעל אותה דרך חוטים המגיעים לתוך בתים, אך כדי לספק את האנרגיה אפילו לעיר קטנה, יהיה צורך בתחנת כוח עצומה בגודלה, שתתפרש על פני מספר שכונות.

בבנגלדש, מדינה בעלת אוכלוסיה של 147 מיליון בני-אדם, כבר התחילו לגשש לכיוון תאי הדלק של גירגויס. איקבל קואדיר, בעל חברה המספקת שירותי טלפון סלולארי למיליוני בני-אדם בבנגלדש, מעוניין לאפשר לגירגויס לחלק את תאי הדלק האורגניים שלו כחלק מאפיק חדש ליצור אנרגיה שקואדיר מקדם. "אני אוהב את הטכנולוגיה שלו," אמר קאדיר, "זהו שינוי תפיסתי."

לפני שחלוקה המונית שכזו תתרחש, עדיין צריכים לעבור מספר שלבים בפיתוח. גירגויס אמנם פיתח מספר תאי דלק שונים, אך הוא עדיין לא החל לייצר אותם. הוא זכה באחרונה בפרס לינדבורג על סך 10,580$ על עבודתו, והוא מתכוון להשתמש בכסף למימון המשך המחקר על התאים. הוא מצפה לשפר את תאי הדלק על-ידי מדידת הספק הכוח המתקבל משימוש בסוגים שונים של משקעי גידול, ומה קורה כאשר קרקע הגידול מועשרת בחומר אורגני.

על מנת לקדם את המודעות לעבודתו, גירגויס שוקל להדגים אותה בפומבי. הוא מציע לשים תא דלק בתוך פח אשפה, ולחבר אליו טלפון ציבורי ומטען. אנשים יוכלו לשוחח דרך הטלפון, ובכל פעם שמישהו יזרוק זבל לתוך פח האשפה, הם יאכילו את החיידקים שמזינים את המטען.

לאורך כל ההסטוריה של המדע, הופקו ישומים חשובים מתוך תחומי מחקר שנחשבו זניחים בזמנם. מחקר של חיידקים החיים בקרקעית הים אולי אינו שימושי בפני עצמו, אך הוא יכול לסלול את הדרך לטכנולוגיות חדישות ויעילות. שוב ושוב אנו נוכחים כי כאשר מדינות מגבילות את יכולתם של חוקרים אקדמאיים לבחור את מחקריהם בחופשיות – ויהיו מחקרים אלו שוליים כפי שיהיו – הן ממוטטות את הבסיס לחדשנות ועצמאיות טכנולוגית מתחת לרגליהן.

לידיעה באתר אוניברסיטת הארווארד