זרז נוזל יוני מסייע בייצור דלק

 

זרז נוזל יוני מסייע בייצור דלק

מאת דר. משה נחמני

צוות מחקר מאילינוי הצליח להתגבר על אחד מהמכשולים העיקריים לפיתוח טכנולוגיה מבטיחה שתאפשר הן להפחית את פליטת גזי חממה לאטמוספירה והן תסייע בייצור דלק

צוות מחקר מאילינוי הצליח להתגבר על אחד מהמכשולים העיקריים לפיתוח טכנולוגיה מבטיחה שתאפשר הן להפחית את פליטת גזי חממה לאטמוספירה והן תסייע בייצור דלק.
 
הפרופסור להנדסה כימית וביולוגית מאוניברסיטת אילינוי Paul Kenis וצוות המחקר שלו מנסים לפתח זרז לשיפור תהליך הפוטוסינתזה המלאכותית. פוטוסינתזה מלאכותית היא התהליך שבו ממירים את הגז פחמן דו-חמצני לכימיקלים מבוססי-פחמן שימושיים, שהבולטים מבניהם הם דלק או תרכובות אחרות המופקות מתוך נפט.

 
בצמחים, תהליך הפוטוסינתזה מנצל את אנרגיית השמש על מנת להמיר פחמן דו-חמצני ומים לסוכרים ולפחמימות אחרות. ביו-דלקים מתקבלים מתוך סוכרים שמוצו מצמחי יבול כגון תירס. אולם, בפוטוסינתזה מלאכותית תא אלקטרוכימי מנצל אנרגיה המגיעה מקולט שמש או מטורבינת רוח על מנת להמיר את הגז לדלקים פחמניים פשוטים, כגון חומצה פורמית או מתאנול, שהם בתורם מעובדים אחר כך לקבלת אתאנול או דלקים אחרים.
 
"היתרון העיקרי הוא בכך שהתהליך אינו תחרותי אל מול הספקת מזון," אומר החוקר הראשי, "והוא הרבה יותר זול מאשר להוביל ביומסה באוניה לבית הזיקוק." אולם, אחת המכשלות הגדולות ביותר של תהליך זה הינו השלב הראשון שבו ממירים את הגז פחמן דו-חמצני לגז פחמן חד-חמצני, שלב הצורך כמות אנרגיה רבה. שלב זה צורך כמות כה גדולה של אנרגיה עד שמגיעים למצב שבו יותר אנרגיה משמשת לייצר את הדלק מאשר הכמות הסופית הנאגרת בתוכו.
 
קבוצת המחקר מאילינוי פנתה לגישה אחרת, חדשנית, המנצלת נוזל יוני על מנת לזרז את התגובה, ובכך להפחית באופן משמעותי את כמות האנרגיה הנדרשת לייזום התגובה. הנוזלים היוניים מייצבים את צורוני הביניים המתקבלים במהלך התגובה כך שנדרשת כמות פחותה יותר של אנרגיה על מנת להשלים את התגובה.
 
החוקרים השתמשו בתא אלקטרוכימי בהתקן תגובה המאפשר הפרדה בין כמות הפחמן הדו-חמצני הנכנס לבין כמות החמצן הנפלט בתגובה. עיצוב התא מאפשר לחוקרים לכוונן את ההרכב של זרימת האלקטרוליט על מנת לשפר את קינטיקת התגובה, לרבות הוספת נוזלים יוניים כזרז. "זרז זה מפחית באופן ניכר את הפוטנציאל הנדרש להמרת הפחמן הדו-חמצני, וכך יש אפשרות להשתמש בכמות פחותה יותר של אנרגיה".
 
בשלב הבא, החוקרים מקווים להתמודד עם בעיית התפוקה. על מנת להפוך את הטכנולוגיה שלהם לבעלת יישומים מסחריים, החוקרים צריכים להגביר את מהירות התגובה ולמקסם את הניצולת שלה.