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

הדלקים החדשים של הנשיא הראשון

לפני 100 שנה, בעודו מחפש אחר שיטה יעילה לייצור גומי מלאכותי, גילה ד"ר חיים ויצמן חיידק המייצר ביעילות כמויות גדולות של אצטון ואלכוהול, מחומר גלם סוכרי. בעת הגילוי לא היה שום שימוש לחיידק, אך כעבור כמה שנים פרצה מלחמת העולם הראשונה, והבריטים נזקקו לכמויות גדולות של אצטון לייצור אבק השריפה. החיידק של ויצמן נקרא למערכה, סייע רבות למאמץ המלחמתי הבריטי, והקנה לכימאי היהודי תהילה רבה בבריטניה (עוד על עבודתו של ויצמן – בקישור למטה). ד"ר ויצמן, שהיה פעיל מרכזי בתנועה הציונית, הצליח לרתום את קשריו והשפעתו להשגתה של הצהרת בלפור – ההכרה המדינית הראשונה בזכותו של העם היהודי לבית לאומי בארץ ישראל. עם הקמת המדינה ב-1948 מונה חיים ויצמן לנשיאה הראשון. ברבות השנים נזנח תהליך ייצור האצטון שפיתח וייצמן, ופינה מקומו לשיטות כימיות יעילות יותר, שאינן דורשות התססה. ואולם, פיתוח חדש של מדענים מאוניברסיטת ברקלי האמריקנית, מחזיר אותו לשימוש בהקשר אחר לגמרי – ייצור דלקים ביולוגיים.

סוף הדלק

רוב הדלקים שאנו משתמשים בהם, מקורם ביצורים חיים שמתו לפני מאות מיליוני שנים ושקעו בקרקעית הים. תנאי החום, הלחץ וחוסר החמצן שנוצרו בעקבות עוד שקיעה של סלעים מעליהם, הובילו ליצירת פחם, נפט וגז טבעי, המכונים כולם יחד – דלקים מאובנים (fossil fuels). לכל הדלקים האלה יש עוד מכנה משותף. כולם מורכבים משרשראות של אטומי פחמן, באורכים שונים. בגז טבעי מדובר בשרשראות קצרות יחסית, ובנפט השרשראות ארוכות יותר. כשמזקקים נפט, מפרידים את תוצריו לדלקים השונים, על פי אורכן של שרשראות הפחמן (בנזין מכיל שרשראות קצרות יחסית, סולר מורכב משרשראות ארוכות יותר, ודלק מטוסים, כמו קרוסין, מכיל שרשראות ארוכות מאוד). לשימוש בדלקים מאובנים יש חסרונות רבים ובראשם הזיהום הרב שנוצר בבעירתם והפליטה של דו תחמוצת הפחמן (CO2), המזרזת את "אפקט החממה" ותורמת להתחממות כדור הארץ. ואולם, יש להם גם כמה יתרונות, כמו מחירם הזול יחסית וזמינותם הגבוהה – בינתיים. למרבה הצער, הגז, הנפט והפחם הם משאבים מתכלים, וקצב הצריכה שלהם מהיר בהרבה מתהליכי הייצור הנמשכים כאמור מאות מיליוני שנים. רוב המומחים סבורים כי בתוך כמה עשרות שנים, או במקרה הטוב מאות שנים, נכלה את כל מרבצי הגז, הנפט והפחם שיש לפלנטה שלנו להציע. ומה נעשה אז? שאלה טובה. מדינות רבות מקדמות כבר כיום פתרונות שונים המתחלקים בעיקר לשתי קבוצות. אנרגיות מתחדשות ודלקים ביולוגיים. המונח "אנרגיות מתחדשות" מכוון למקורות אנרגיה שאינם מתכלים, כמו השמש, רוחות, אשדי-מים ואפילו גלי הים. אף על פי שמושקעים בתחומים האלה מאמצים רבים, בעיקר באנרגיית השמש, הן עדיין רחוקות למדי מכדאיות כלכלית. תחום הדלקים הביולוגיים, כמו שמשתמע משמו, עוסק בדלקים המופקים ממקור חי – בעיקר צמחים. מדובר בשמנים צמחיים, וגם בתרכובות אלכוהול המיוצרות בתהליכי תסיסה מצמחים עתירי סוכר, כמו תירס (שם הסוכר מצוי בצורת עמילן). גם אלה נחשבים במידה מסויימת מקורות אנרגיה מתחדשים (שהרי אפשר לשוב ולזרוע שדה לאחר קצירתו), וגם הם עדיין לא הגיעו ליעילות שימוש וייצור שיש בהן כדאיות כלכלית.

תגובה כפולה

את פריצת הדרך בתחום הדלקים הביולוגיים עשויה להביא עבודת המחקר בברקלי שהוזכרה לעיל. צוות החוקרים, בראשות פרופ' דין טוסט (Toste), פיתח שיטה לייצור דלק ביולוגי, המבוססת על שילוב בין שני תהליכים – ביולוגי וכימי. המדענים לקחו את התהליך שפיתח ויצמן בראשית המאה, בזכות התכונה החשובה ביותר שלו - ייצור של אצטון וסוגי כוהל ברמת נקיון גבוהה. את התכונה הזו הם רתמו לשלב נוסף בתהליך, תגובה כימית באמצעות פלדיום. פלדיום היא מתכת נדירה למדי (קרויה על שם פסל של האלה היוונית פאלאס, שעל פי המיתולוגיה יצרה אותו אתנה, לאחר שקטלה את פאלאס בשוגג), המשמשת בין השאר זרז יעיל מאוד בכמה תגובות כימיות, בהן תגובות ביקוע ואיחוי של שרשראות פחמן. על פיתוח התהליכים האלה הוענק לפני שנתיים פרס נובל בכימיה לריצ'ארד הק, אייצ'י נגישי ואקירה סוזוקי (Heck, Negishi, Suzuki). אצטון והאלכוהולים אתנול ובוטנול - תוצרי התהליך של חיידק ויצמן - מורכבים כולם משרשראות פחמן קצרות, 2-4 אטומים. הכנסת התוצרים האלה לתהליכים בזירוז פלדיום, מביאה לייצור יעיל של שרשראות פחמניות ארוכות יותר, או במילים פשוטות - הדלקים המשמשים אותנו כיום. פיתוח התגובה המשולבת - תהליך ביולוגי הנמשך בתהליך כימי - פורסם בימים האחרונים בכתב העת המדעי Nature.

דלקים כדאיים

"נכון לעכשיו, תהליך הייצור הזה עדיין אינו יכול להתחרות מבחינת כדאיות כלכלית בדלקים המאובנים הרגילים", אומר ד"ר אלעד גרוס, אחד השותפים במחקר העושה כעת השתלמות פוסט-דוקטורט באוניברסיטת ברקלי. "סביר להניח שמחירי הדלקים המאובנים יאמירו בעתיד, ובה בעת יוגבר העידוד הממשלתי לשימוש בדלקים ירוקים, כך שהכדאיות של התהליך תעלה עם השנים". מי שעמלים כעת על הסבת התגובה מקנה מידה מעבדתי לתהליך בהיקף מסחרי, הם אנשי חברת האנרגיה הענקית BP, שהצטרפו למיזם המבטיח. "היתרון הגדול של התהליך", מסביר גרוס, "הוא שאנו מפתחים מסוכר את אותם הדלקים שנמכרים כיום לציבור". הדבר חוסך כמובן את הצורך בהתאמת המנועים וכלי הרכב לדלקים חדשים, כפי שנעשה עם מקצת הדלקים הביולוגיים הקיימים כיום. גרוס, איש כימיה פיסיקלית שקיבל את הדוקטורט באוניברסיטה העברית בירושלים, שוקד על הבנה יסודית יותר של התגובות הכימיות המעורבות בשלבים של התהליך. הבנה כזו תאפשר לשפר את תהליך הייצור, ולייעל אותו עוד יותר.

הוספת תגובה

נשארו 150 תוים
נשארו 1500 תוים

תגובה אחת

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