בכוח המימן

איך נגמלים מההתמכרות המזהמת של החברה האנושית לנפט, פחם וגז? דלק מבוסס מימן הוא אולי התשובה המבטיחה והירוקה ביותר לשאלה זו, שכן תוצר הלוואי היחיד של שריפתו הוא מים. עם זאת, אחד המכשולים המרכזיים בפני מעבר ל"חברה מבוססת מימן" הוא הקושי באחסון מימן – היסוד הנפוץ והקל ביותר בעולמנו. אמנם קיימים כיום יישומים וטכנולוגיות המתבססים על מימן כמקור אנרגיה (למשל רכב חשמלי בטכנולוגיית תא דלק), אך מדובר עדיין באופציות יקרות יותר ויעילות פחות מאשר דלק מבוסס פחמן ("דלק מאובנים"). באחרונה פיתחו מדעני מכון ויצמן למדע טכנולוגיה לאחסון כימי של מימן שעשויה לאפשר להגדיל את השימוש בדלק מבוסס מימן.

השימוש במימן כדלק מוגבל בשל צפיפות האנרגיה הנפחית הנמוכה שלו במצב גזי או נוזלי והקושי לאגור אותו ולשחררו באופן יעיל לפי דרישה. כך למשל אחסון מימן במצב צבירה גז, מחייב מיכלים בלחץ גבוה, בעוד אחסונו כנוזל מצריך טמפרטורות נמוכות במיוחד; כך או כך, בשני המקרים נדרשת השקעה מרובה של אנרגיה, כמו גם מתן מענה לבעיות בטיחות. חלופה מבטיחה שנחקרת כיום היא אחסון כימי של מימן, כלומר אחסונו באמצעות נשאים כימיים, כגון הידרידים ופחמימנים. עם זאת, המערכות לאחסון כימי שפותחו עד כה, הן עדיין יקרות ומסורבלות בהשוואה לשימוש בדלק מאובנים.

באחרונה פיתחה קבוצת חוקרים במכון ויצמן למדע, בראשות פרופ' דוד מילשטיין, מהמחלקה לכימיה אורגנית, מערכת חדשה של נשאי מימן אורגניים נוזליים (LOHC) המבוססת על תרכובות זמינות ולא יקרות מסוג מתיל-פיפרידין. תרכובות אלה מייצרות גז מימן בעת המרתן לתרכובות מסוג מתיל-פירידין, בנוכחות זרז הטרוגני. בשונה ממערכות דומות אחרות, סיפוח המימן ושחרורו נעשים באמצעות זרז אחד בלבד ובתנאי טמפרטורה ולחץ נוחים בהרבה – תוך אפשרות לחזור על התגובה הכימית עם ניצולת של 100%. בנוסף, מערכת זו יכולה להכיל כבר כיום מימן בשיעור של עד 5.3% ממשקלה, וצפויה להגיע בעתיד ל-6%.

חברת "ידע", המקדמת יישומים תעשייתיים על בסיס המצאותיהם של מדעני המכון, רואה פוטנציאל מסחרי רב בטכנולוגיה זו, ומקדמת בימים אלה את מיסחורה.