שיטה חדשה בטכניון לייצור מימן ירוק בלי ממברנה

חוקרי הטכניון פיתחו שיטה חדשה לייצור מימן ירוק שמפיקה במקביל גם חומר תעשייתי יקר ערך, בלי הממברנה שמשמשת בדרך כלל להפרדה בין האלקטרודות. המחקר, בהובלת פרופ׳ אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ומראש המוקד לקיימות בטכניון, יחד עם החוקר הבתר דוקטורט ד״ר גילין רואן, פורסם בכתב העת Nature Communications.

הרעיון מתחיל בכך שבפיצול מים רגיל נוצרים מימן בצד אחד וחמצן בצד השני, והחמצן הוא תוצר בעל ערך נמוך. במקום חמצן, החוקרים גרמו לצד השני של התהליך לייצר אפוקסיד, חומר כימי שהוא אבן בניין בתעשיית פולימרים, ציפויים, דבקים ותרופות. כך כל אחד משני התוצרים נושא ערך כלכלי.

לדברי רוטשילד, בניסויים שהוצגו במאמר הושגה יעילות של 98 אחוז גם בייצור המימן וגם בתגובה המקבילה שמפיקה את האפוקסיד. כלומר כמעט כל המטען החשמלי הלך לתגובות הרצויות, ורק 2 אחוזים אבדו לתהליכים מתחרים. צפיפות הזרם שהושגה מתאימה לאלקטרוליזה בקנה מידה תעשייתי.

כדי שזה יעבוד בלי ממברנה, הצוות תכנן את כל רכיבי המערכת כך שיפעלו יחד: האלקטרודות, חומר ביניים שמעביר אלקטרונים, סביבת הממס ותצורת ההפעלה. לדברי רואן, ההישג אינו אלקטרודה חדשה אחת או תגובה כימית בודדת אלא שינוי תפיסתי, שבו כל חלקי המערכת עובדים ביחד.

למה זה חשוב? אחד החסמים העיקריים למימן ירוק הוא המחיר: הוא יקר מהמימן שמופק מגז טבעי או מפחם. שיטה שמוסיפה מוצר שני בעל ערך ומוותרת על רכיב יקר פועלת על שני צדי המשוואה. עם זאת, בקשה לפטנט בארצות הברית הוגשה זה עתה, והשיטה עוד לא יצאה מהמעבדה. הטכניון מציין שהיא נשענת על משפחת טכנולוגיות קודמות של רוטשילד, שאחת מהן מופעלת מסחרית על ידי חברת H2Pro, והמחקר נתמך על ידי מענק מתקדם של מועצת המחקר האירופית ועל ידי יוזמת Waste to Value של המועצה להשכלה גבוהה.