בלי חמצן: התוצר השני שיוצא מהמכשיר החדש של הטכניון

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה לייצור מימן ירוק שבה, במקום חמצן, נוצר במקביל אפוקסיד: חומר כימי תעשייתי שמשמש לייצור פולימרים, ציפויים, דבקים ותרופות. לפי הטכניון, שני התהליכים, ייצור המימן ויצירת האפוקסיד, הגיעו ליעילות של 98%, ורק כ־2% מהמטען החשמלי הלכו לתהליכים מתחרים. המחקר, של ד"ר גווילין רואן ופרופ' אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, פורסם בכתב העת Nature Communications.

למה בכלל לשנות את הצד השני

מימן ירוק מיוצר בפירוק מים בעזרת חשמל, בתהליך שנקרא אלקטרוליזה. באלקטרודה אחת נוצר מימן, ובשנייה נוצר חמצן. הבעיה, לפי הטכניון, היא המחיר: מימן ירוק עדיין יקר יותר ממימן שמיוצר מגז טבעי או מפחם, ולכן השימוש בו מוגבל. התהליכים האלה, לפי ההודעה, אחראים לכ־2% מפליטות הפחמן הדו־חמצני בעולם.

החוקרים בחרו לחשוב מחדש על התגובה כולה. אם בצד השני של התא נוצר מוצר בעל ערך גבוה בהרבה מחמצן, החשבון הכלכלי של המימן עשוי להשתנות. לדברי פרופ' רוטשילד, הם ניגשו לאתגר מתוך חשיבה מחדש על תהליך פיצול המים.

איך זה עובד

כפי שמרמזת כותרת המאמר, התהליך נשען על ברומיד, שמשמש מתווך בתגובה. באחד הניסויים שתוארו, תא האלקטרוליזה הכיל תמיסה של מים ואצטוניטריל בחלקים שווים, עם מלח ברומיד. על הקתודה, אלקטרודה מפלטינה, נוצר מימן, ועל האנודה נוצר ברום במקום חמצן. לפי החוקרים, השיטה עובדת בלי ממברנה שמפרידה בין האלקטרודות, וצפיפות הזרם שהושגה מתאימה לאלקטרוליזה בהיקף תעשייתי.

ד"ר רואן, שהגה ופיתח את התהליך, הסביר שההישג אינו רק אלקטרודה חדשה או תגובה כימית אחת, אלא מערכת שלמה שבה כל הרכיבים עובדים יחד: האלקטרודות, המתווך, הממס ותנאי ההפעלה.

מאיפה זה מגיע

המחקר נשען על עבודה קודמת של הטכניון באלקטרוליזה בלי ממברנה. לפי הטכניון, טכנולוגיה מוקדמת יותר מאותו קו מחקר כבר מסחורה בידי חברת H2Pro, והמחקר החדש נתמך על ידי מועצת המחקר האירופית. על השיטה החדשה הוגשה בקשת פטנט בארצות הברית. פרופ' רוטשילד עומד בראש מרכז הקיימות של הטכניון.

מימן ירוק נחשב לאחד הכלים להפחתת פליטות בתעשיות כבדות, כמו ייצור פלדה, דשנים וזיקוק נפט, וגם לדרך לאגור לאורך זמן אנרגיה מהשמש ומהרוח.

מה זה אומר לתושבי העמק

מדובר במחקר, ולא נמסר מתי, ואם בכלל, השיטה תגיע לשימוש מסחרי. ובכל זאת, אחת התעשיות שהטכניון מונה כמי שיכולה להיעזר במימן ירוק היא ייצור דשנים, חומר שמגיע בסוף לשדות החקלאיים, גם בעמק. מימן נקי וזול יותר הוא עוד צעד בדרך לשם.