המרת גז-חממה לדלק

מדענים מהמכון לביו-הנדסה וננו-טכנולוגיה בסינגפור (IBN) הצליחו לגלות את הפוטנציאל הגלום בפחמן דו-חמצני, גז חממה נפוץ, ע"י הפיכתו לתוצר שימושי יותר

מטוס בואינג של חברת קונטיננטל. לאחרונה נעשו ניסויים להנעת מטוסים כאלה בדלק ביולוגי (מקור: ויקיפדיה)
מטוס בואינג של חברת קונטיננטל. לאחרונה נעשו ניסויים להנעת מטוסים כאלה בדלק ביולוגי (מקור: ויקיפדיה)

המדענים מדווחים בכתב-העת המדעי Angewandte Chemie, כי באמצעות השימוש בזרזים אורגניים בתהליך מתון ובלתי-רעיל הם הצליחו להפוך פחמן דו-חמצני למתאנול, חומר גלם תעשייתי חשוב היכול לשמש גם כביו-דלק "נקי".

אורגנו-זרזים (Organocatalysts) הינם זרזים המורכבים מגורמים לא-מתכתיים המצויים בתרכובות אורגניות. דוגמא לזרז ממשפחה זו, בה הזרזים הם חומרים יציבים וקלים לאחסון, הוא החומר IMes (1,3-bis-(2,4,6 trimethylphenyl)imidazolylidene). הם אינם מכילים מתכות כבדות רעילות וניתן לייצרם בקלות וללא עלויות גבוהות.

המדענים הגיבו פחמן דו-חמצני עם קרבנים N-הטרו-טבעתיים (N-heterocyclic carbenes, NHCs) שהם אורגנו-זרזים חדשניים. בניגוד לזרזים של מתכות כבדות, המכילים רכיבים רעילים ובלתי-יציבים, זרזים אלו יציבים – אפילו בנוכחות חמצן. על-כן, התגובה שבין פחמן דו-חמצני וזרזים אלו יכולה להתרחש בתנאים מתונים ובאוויר יבש.

החוקרים הראו כי נדרשת כמות מועטה בלבד של זרזים אלו בכדי ליזום את תחילת פעילותו של הפחמן הדו-חמצני בתגובה. "לזרזים אלו יכולת עצומה לשפעול וקיבוע פחמן דו-חמצני. המחקר שלנו יכול לתרום להפיכתו של עודף פחמן דו-חמצני, הנוצר בסביבה, לתוצרים שימושיים כגון מתאנול," אומר החוקר הראשי.

לפחמן הדו-חמצני ששופעל ע"י הזרזים הללו מוסף החומר הידרו-סילאן, שילוב של סיליקה ומימן, ותוצר תגובה זו מומר למתאנול ע"י הוספת מים בתהליך של הידרוליזה.

החוקר הראשי מסביר: "הידרו-סילאן מספק מימן, הנקשר לפחמן הדו-חמצני באמצעות תגובת חיזור. חיזור זה של פחמן דו-חמצני מזורז ביעילות ע"י הזרזים שלנו אפילו בטמפרטורת החדר. ניתן לקבל בקלות מתאנול מתהליך זה.

במחקרים קודמים שלנו בחומרים אלו גילינו את יישומיהם המרובים כגורמים נוגדי-חמצון במאבק מול מחלות ניווניות, וכזרזים יעילים בהמרה של סוכרים למקור אנרגיה חלופי. עתה הוכחנו כי זרזים אלו יכולים לשמש בהצלחה גם בהמרה של פחמן דו-חמצני למתאנול, ובכך לסייע בשחרור הפוטנציאל הגלום בגז זה."

בניסיונות קודמים לחזר פחמן דו-חמצני לתוצרים שימושיים יותר נדרשו כמויות אנרגיה גדולות יותר וזמני תגובה ארוכים יותר. כמו-כן הם נדרשו לזרזי מתכות-מעבר, שהינם הן יקרים והן בלתי-יציבים בחמצן. מחקר פעיל במכון מנסה עתה למצוא חלופות זולות יותר למגיבי ההידרו-סילאן כך שייצור תעשייתי בקנה-מידה נרחב של מתאנול יוכל להפוך עוד יותר זול.

הודעת חוקרי האוניברסיטה

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

8 תגובות

  1. נקודת התורפה המוסווית במחקר היא האנרגיה. צריך חומר בעל אנרגיה גבוהה (תורם אלקטרונים) שיחזר את דו תחמוצת הפחמן למתאנול. בשביל ליצור את אותו תורם אלקטרונים צריך להשקיע אנרגיה, למשל על ידי שריפה (חמצון) של מתאנול שיוצרת פחמן דו חמצני חדש. בגלל חוק שימור האנרגיה יווצר יותר פחמן דו חמצני בגלל השריפה מזה שהתהליך המדובר יצרוך, או לחילופין ישרף יותר מתאנול מזה שייוצר. בקיצור, תהליך נחמד שיכול לגייס לא מעט כסף למחקר, אבל לא פותר שום בעיה.

  2. היות ולצרכנים יש אינטרס מובהק לאסוף את הפחמן הדו-חמצני כדי למחזרו כדלק, אני מאמין שהם יעדיפו להתקין את מתקני האיסוף בארובותיהם. יש פה מניע כלכלי רב ערך.

  3. נניח כי הרעיון הכימי אכן נכון, עובד, אמיתי.
    נשאלת השאלה איך יאסף כל עודף הפחמן-דו-חמצני המפוזר כבר באטמוספרה ? הרי לא ניתן לחבר מתקן המרה לכל ארובה או צינור פליטה או
    אחוריה של פרה (כזכור התפרסם לפני כשנה ויותר
    כי, עדרי הפרות, בעיקר בדרום אמריקה, אחראים על כ- 9% מכמות המזהמים הפחממניים באטמוספרה).
    הבעיה הזאת מזכירה לי את בעיית השימוש בשמן
    משומש ממסעדות, לצורך שימוש בו כדלק זול.גם
    שם הבעיה היא באיסוף.

  4. אם זה היה עובד באמת, לא היו מפרסמים זאת. כל המטרה היא למשוך משקיעים ותקציבים.

  5. ועל כל המחקרים האחרונים שקיבלו תאוצה אנחנו צריכים להודות לחבורת הגמלים הפרמיטיווים ותאווי הבצע מהמדבר שהעלו את מחירי הנפט לנקודה שבה לכולם נשבר ה ז**ן מהם ומהסם השחור שלהם.

    תודה תודה תודה !!

  6. היום בו תנוע מכונית שתצרוך אויר, תיצר דלק ותנוע קרב ובא.

    המחקר נשמע לי אופימי מדי

  7. הנה דרך יעילה בעתיד להציב מתקני השבה על ארובות של מפעלים, שם ריכוז הגז גבוה ויש מעט חמצן. התוצר שמיש, הזהום מופחת – כולם ירוקים ועשירים יותר.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן