00
עדכונים

מנוי במייל

קבלת עדכונים על רשומות חדשות ישירות לתיבת האמייל
יש להזין אימייל תקין על מנת להרשם לעדכונים
ברגעים אלו נשלח אליך אימייל לאישור/ביטול ההרשמה
*שים/י לב, מרגע עשית מנוי, כותב/ת הבלוג יוכל לראות את כתובת האמייל שלך ברשימת העוקבים.
X

המאור הקטן

חלודה אנרגטית - פיתוח ישראלי יאפשר ניצול יעיל של אנרגיית השמש בעזרת תחמוצת ברזל זולה

בכל יום ויום שורפים בכדור הארץ יותר מ-30 מיליון טונות של נפט, פחם וגז טבעי – דלקים שהפקתם ושינועם יקרים ביותר ושריפתם גורמת לזיהום קשה ותורמת במידה ניכרת להתחממות כדור הארץ. לעומת זה, האדם עדיין לא השכיל לנצל בצורה יעילה את האנרגיה שהיקום נותן לנו בשפע ובחינם – אור השמש. המערכות הסולאריות שפותחו עד כה פועלות בניצולת נמוכה מאוד, ומצליחות לתרגם לאנרגיה רק שיעור קטן מהאור שפוגע בהן. זאת ועוד, כדי להגביר את הניצולת, הלוחות הסולאריים הקיימים מורכבים מחומרים נדירים ויקרים, כמו אינדיום וטלוריום, מה שפוגע עוד יותר בכדאיות הכלכלית של הפקת אנרגיה סולארית, לפחות כל עוד הנפט ודלקים אחרים זמינים במחירים נמוכים (יחסית). הפתרון לבעיה עשוי להגיע מהמחלקה להנדסת חומרים בטכניון, שם פיתחו חוקרים שיטה חדשה להפקה יעילה של אנרגיה סולארית באמצעות.... חלודה. 

נכנסים לעובי השכבה 

אחת הבעיות בניצול אנרגיית השמש, היא שחלק גדול מהקרניים שפוגעות במשטח כלשהו, מוחזרות ממנו. צוות החוקרים במעבדה של פרופ` אבנר רוטשילד, פיתח שיטה ללכוד כמעט את כל האור בשכבות דקיקות ביותר של תחמוצת ברזל (חלודה). מדובר בשכבות בעובי של כ-20 ננו-מטר – כלומר בערך 1/5000 מעוביו של דף נייר רגיל. ההתקן עושה שימוש בשני עקרונות פיסיקליים מוכרים. האחד- השכבות הדקיקות מסודרות על מראה, המחזירה את האור. האחר – הן מסודרות בעובי כזה, שהגל המוחזר מן המראה, נמצא בדיוק במצב הפוך מן הגל המוחזר משכבת החלודה. זה גורם לתופעה המכונה "התאבכות הורסת", או במילים פשוטות – שני הגלים מבטלים זה את זה ואור אינו נפלט מהחומר. עקרון דומה משמש בציפויים של עדשות משקפיים או צגי מחשב כדי למנוע סינוור. כשהאור אינו נפלט מהחומר, הוא נשאר בתוכו, והשימוש דווקא בתחמוצת ברזל, המצוייה בתוך מים, מאפשר לתעל את האנרגיה הזו ליצירת מטענים חשמליים בחלודה. המטענים, בתורם, גורמים לפירוק של המים לחמצן – הנפלט החוצה – ולמימן, שאפשר לאגור אותו ולהשתמש בו כדלק. 

אור לגויים 

החוקרים, בהובלת תלמיד המחקר חן דותן, שילבו את המערכת הייחודית עם לוח סולארי רגיל לייצור חשמל. ההתקן הייחודי שפיתחו גם מייצר חשמל זמין לשעות היום, וגם מייצר מימן, הנאגר במיכל מיוחד, ובאמצעות תא דלק יכול להמשיך את אספקת החשמל גם בשעות החשיכה. בנוסף, הם הדגימו את יעילותה של המערכת כשחיברו אליה מכונית קטנה המונעת במימן, ונוסעת – בעזרת שכבות החלודה הייחודיות – רק על אנרגיית השמש. יתרון נוסף של השימוש בחלודה, הוא שהברזל נמצא במצב מחומצן, ויכול לחמצן מים (כלומר, לפרק אותם), בלי שהוא עצמו מתפרק או מתכלה – בניגוד למשל לשכבות הסיליקון המשמשות בתאים פוטו-וולטאיים קיימים. זה יכול לאפשר, למשל, להניח לוחות כאלה מתחת לפני הים, שם כמעט לא קיימת מגבלה של שטח, ולייצר כמויות אדירות של חשמל ושל דלק מימן. 
שיטת השכבות הדקיקות של תחמוצת הברזל קולטת אור ביעילות גבוהה פי שבעה לערך מזו של מערכות קיימות, והחוקרים כבר התחילו לרשום פטנטים עליה בכמה מקומות בעולם. בינתיים, הניצולת של המערכת עדיין נמוכה יחסית, וכעת הם שוקדים על ייעול טכני של השיטה, כדי להגיע לניצול טוב יותר של אנרגיית השמש. הם משוכנעים כי היעילות הרבה של שכבות החלודה, המנגנון הדואלי לייצור חשמל ומימן והשימוש בחומרים זולים במיוחד – כל אלה מקנים למערכת שפיתחו פוטנציאל כלכלי ומסחרי עצום. 

 

בתמונה: שכבות החלודה בתוך מים. צילום: מיקי קורן

הוספת תגובה

נשארו 150 תוים
נשארו 1500 תוים

תגובה אחת

© כל הזכויות לתוכן המופיע בדף זה שייכות ל ettaynevo אלא אם צויין אחרת