מיזם From Pond to Power של המעבדה לאנרגיה מתחדשת מתמודד בתחרות הסביבה של ישראל

צוות מחקר מהמעבדה לאנרגיה מתחדשת בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, רשם פריצת דרך מדעית שעשויה לשנות את עתיד האנרגיה הירוקה: גילוי מוטנט של אצה מיקרוסקופית שמאפשר ייצור רציף של מימן ירוק - דלק נקי שיכול להחליף סוללות מזהמות ולהניע את התחבורה של העתיד. המחקר מציע פתרון חדשני לייצור אנרגיה מתחדשת לצד ייצור חלבון צמחי בר-קיימא בקנה מידה תעשייתי, מקדם קיימות סביבתית ותורם לביטחון האנרגטי והתזונתי, ובכך מציב את ישראל בחזית המהפכה האנרגטית העולמית. כעת, המיזם משתתף בתחרות 'פרס הסביבה של ישראל', והצבעות הקהל יכולות לעזור לו לזכות בהכרה ובקידום הפיתוח. הצביעו והשפיעו >>

^{פרופ' יפתח יעקובי ותמר אלמן במעבדה}

הדלק הנקי של העתיד

מימן גזי הינו דלק לא מזהם שיכול לשמש כדלק לכלי תחבורה חשמליים מסוגים שונים. אופניים ומכוניות מונעים במימן כבר מיוצרים באופן סדרתי מספר שנים, ובכלי רכב אלו מוחלפת סוללת הליתיום המזהמת בתא דלק שממיר מימן לחשמל. כיום רוב המימן בעולם מיוצר מגז טבעי אך בתהליך מזהם מאד ולכן נקרא מימן אפור. ישנו גז מימן שמיוצר רק באמצעות אנרגיה מתחדשת והוא נקרא מימן ירוק, בשל העובדה שייצורו אינו פולט כל זיהום או פחמן דו חמצני לאטמוספרה. החיסרון טמון בתהליך ייצורו היקר, בשל העובדה שהוא דורש מתכות יקרות ומים מזוקקים: נכון להיום, ניתן לייצר מימן ירוק באמצעות פאנלים סולאריים, שמחווטים למכשירים המבצעים ביקוע מים למימן וחמצן (אלקטרולייזרים).

בטבע מיוצר המימן כתוצר לוואי של תהליך הפוטוסינתזה על ידי מיקרו-אצות, שהן אצות חד תאיות שנמצאות בכל מאגר מים ואפילו בקרקע. כדי שתהליך זה יוכל להיות מקור בר קיימא לאנרגיה, על האנושות להנדס זני מיקרו-אצות שייצרו מימן למשך ימים ושבועות. מחקרה ד"ר תמר אלמן, בהנחיית פרופסור יפתח יעקובי הוביל כאמור לפריצת דרך משמעותית, שתאפשר לראשונה ביצוע מחקרים הנדסיים העוסקים בתיעוש תהליך יצור מימן ירוק. במהלך המחקר נתגלה מוטנט של אצה מיקרוסקופית, שמאפשר לראשונה ייצור גז מימן ירוק בסדרי גודל המתאימים לדרישות תעשייתיות. הוא פורסם לאחרונה בכתב העת Cell Reports Physical Sciences.

^{מוטנט המימן כפי שנתגלה במעבדה לאנרגיה מתחדשת}

ימים שלמים של ייצור

"כאשר מצאנו שבמוטנט זה לא מצטבר חמצן בכל עוצמות התאורה (מה שכן קורה בזן הבר), העלינו השערה שנוכל להפיק ממנו ייצור מימן מתמשך. בעזרת מדידות בביו-ריאקטורים (מתקן או מערכת ייצור או הנדסה שמיועדים לסביבה של פעילות ביולוגית), בנפחים של ליטר, מצאנו ייצור מימן רציף למשך למעלה מ-12 יום (במקום התהליך הטבעי שנמשך דקות). המוטנט מתגבר על שני חסמים מרכזיים שלא אפשרו עד כה ייצור מימן רציף", מסביר פרופ' יעקובי ומרחיב "החסם הראשון הינו הצטברות חמצן בתהליך הפוטוסינתזה. החמצן מרעיל את תהליך הייצור המימן. במוטנט, נשימה מוגברת מסלקת את החמצן ומאפשרת תנאים נוחים לייצור מימן מתמשך. החסם השני הינו איבוד אנרגיה לתהליכים מתחרים, בהם קיבוע פחמן דו-חמצני לסוכר. גם הוא נפתר במוטנט ורוב האנרגיה מתועלת לטובת ייצור מימן מתמשך".

כדי לתעש תוצאות מרעישות אלו, עומל כעת צוות המחקר על פיילוט של נפחים גדולים יותר ופיתוח שיטות שיאפשרו הארכת זמן קציר המימן, כדי להוריד את מחירו לרמות תחרותיות. "קצב ייצור המימן מהזן מגיע לכדי עשירית מהקצב התאורטי האפשרי, ובעזרת מחקר המשך יש אפשרות לשפרו אף יותר", מסכם פרופ' יעקובי.