טכנולוגיה ידידותית לסביבה מאפשרת הפקת אתילן מתוצרי נפט בהשקעה פחותה של אנרגיה

צוות מחקר במשרד האנרגיה של ארה”ב פיתח קרומית העמידה בטמ”פ גבוהות המסוגלת לייצר אתילן מזרם אתאן ע”י הסרה של מימן טהור, כאשר המימן שהוסר מספק אנרגיה לתהליך הייצור

טכנולוגיה ידידותית לסביבה חדישה שפותחה ע”י מדענים במשרד האנרגיה בארה”ב עשויה להביא מהפכה בייצור של התרכובת האורגנית הנפוצה ביותר בתעשייה – אתילן.

צוות מחקר במשרד האנרגיה של ארה”ב פיתח קרומית העמידה בטמ”פ גבוהות המסוגלת לייצר אתילן מזרם אתאן ע”י הסרה של מימן טהור.

“זוהי דרך נקייה וחוסכת-אנרגיה ליצירת כימיקל אשר לייצורו בעבר נדרשנו לשיטות שהיו יקרות ובזבזניות וכן פלטו כמויות רבות של זיהומים,” אומר החוקר הראשי. לאתילן יש את מספר השימושים הרב ביותר בכל ההיבטים בתעשייה: חוואים וגננים משתמשים בו כהורמון צמחי לזירוז פריחה והבשלה, בעיקר בבננות;

רופאים ומנתחים משתמשים מזה זמן רב באתילן כחומר הרדמה בעוד פולימרים מבוססי-אתילן מצויים כמעט בכל מוצר החל משקית קניות ועד צינורות. מאחר והקרומית החדשה מאפשרת מעבר בררני של מימן בלבד, זרם האתאן אינו בא במגע עם חמצן וחנקן אטמוספרי ובכך נמנע הזיהום של גזי החממה – תחמוצות חנקן, פחמן חד- ודו-חמצני – גזים המתקבלים בשיטות הקיימות ליצירת אתילן כגון פירוליזה (התפרקות חומנית) בה האתאן נחשף לזרמי חום גבוה. מעל 60 מיליון טונות פוליאתילן מיוצרות בעולם בשנה, עובדה הגורמת לפליטה של מיליוני ליטרים של גזי חממה.

שלא כמו בפירוליזה, הזקוקה לצריכת חום חיצוני קבועה, 'קרומית העברת-מימן' (Hydrogen Transport Membrane, HTM) מייצרת בעצמה את האנרגיה הנדרשת להניע את התגובה הכימית. ע”י שימוש באוויר אטמוספרי מהצד האחד של הקרומית המימן שכבר עבר דרכה מגיב עם החמצן ליצירת האנרגיה הדרושה לתהליך. “באמצעות השימוש בקרומית זו, אנו בעצם מאפשרים לתגובה להזין את עצמה,” אומר החוקר. “האנרגיה מיוצרת בדיוק במקום בו היא נדרשת.”

הקרומית החדישה מבצעת תחבולה כימית נוספת: ע”י הוצאה מתמשכת של מימן מהזרם היא משנה את יחס המגיבים-תוצרים ובכך מאפשרת לתגובה ליצור עוד ועוד אתילן, אשר בתיאוריה יכול היה להגיע לשיווי-משקל כימי בשיטות הקיימות. “אנו בעצם מרמים או מבלבלים את הסף התרמודינמי התיאורטי,” אומר החוקר.

“הקרומית 'חושבת' לעצמה: 'היי, עדיין לא הגעתי לשיווי-משקל, בואו נמשיך עם התגובה עוד.”' בעוד צוות המחקר תכנן את הניסוי הזה בעיקר כדי להוכיח את יכולתה של הקרומית ליצור אתילן, הוא מקווה להרחיב את יישומי המיזם ע”י שיתוף פעולה עם התעשייה אשר תייצר את הקרומית באופן מסחרי. מאחר והקרומית מפחיתה את מספר השלבים הדרושים ליצירת אתילן, הטכנולוגיה תוכל לאפשר את יצירתו באופן מוזל יותר, טוען החוקר. תוצאות המחקר אמורות להיות מוצגות בכנס לטכנולוגיות נקיות 2008 אשר ייערך בבוסטון בחודש יוני.

להודעה לעיתונות של משרד האנרגיה האמריקני