מגזין הטכניון | קיץ 2020

אנרגיה 12 https://bit.ly/2VBT2F0 למ אמר: לראשונה בעולם: פיצול מים למימן וחמצן בשני אתרים נפרדים - בעזרת אנרגיית השמש בלבד ח וקרים בתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד פיתחו מערכת אב-טיפוס חדשנית להפקה יעילה ובטוחה של מימן באמצעות אנרגיית השמש Joule בלבד. את המחקר, שהתפרסם בכתב העת , הובילה הדוקטורנטית אביגיל לנדמן Cell מקבוצת עם המסטרנטית רואן חלבי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. המחקר נערך בהנחייתם המשותפת של פרופ’ גידי גרדר מהפקולטה להנדסה כימית ופרופ’ אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, ושותפים בו פרופ’ אדליו מנדס וד”ר פאולה דיאז מאוניברסיטת פורטו בפורטוגל. המערכת החדשנית מכילה התקן סולרי דו-שכבתי ), המאפשר ניצול יעיל יותר של Tandem cell ( ספקטרום האור; חלק מקרינת השמש נבלע בשכבה העליונה, העשויה תחמוצת ברזל שקופה למחצה, והקרינה שאינה נבלעת בשכבה זו עוברת דרכה ונבלעת בהמשך על ידי תא פוטו-וולטאי. יחד מספקות שתי השכבות למערכת את האנרגיה הדרושה לפירוק המים. המערכת החדשנית היא המשך לפריצת דרך קונספטואלית של צוות המחקר הטכניוני, שהוצגה .2017 בחודש מרץ Nature Materials במאמר ב- באותו מאמר הציגו החוקרים שינוי פרדיגמטי בהפקת מימן: במקום תא הפקה אחד שבו מתפרקים המים למימן ולחמצן פיתחו החוקרים מערכת שבה נוצרים המימן והחמצן בשני תאים נפרדים. פיתוח זה חשוב בין השאר משום שערבוב בין החמצן למימן יוצר אינטראקציה נפיצה ומסוכנת. , מימשו Joule כעת, במחקר הנוכחי שהתפרסם ב- החוקרים את הקונספט בפיתוח יישומי - מערכת אב-טיפוס פוטו-אלקטרוכימית המייצרת מימן וחמצן בשני תאים נפרדים באמצעות אור שמש בלבד. שעות עבודה (עשרה 80- במסגרת הניסוי נערכו כ ימים של כשמונה שעות-אור), ואחד מהם נערך באור שמש טבעי. הניסוי נערך במעבדת המימן של תוכנית בפקולטה להנדסה כימית. GTEP האנרגיה מימן הוא חומר מבוקש מאוד בתחומים רבים בחיינו. ש לייצור אמוניה לדשנים ֵ מ ַ ש ְ רוב המימן המיוצר כיום מ חיוניים לחקלאות המודרנית, והוא מיוצר רובו ככולו ) CO 2( מגז טבעי בתהליך הפולט פחמן דו-חמצני שנזקיו הסביבתיים ידועים. שיטת הפקה חלופית ) H 2( ) למימן H 2 O היא אלקטרוליזה - פירוק מים ( ). תהליך האלקטרוליזה פותח לפני יותר O 2( ולחמצן , אך מאז לא פותחו 1800 ממאתיים שנה, בשנת טכנולוגיות אלקטרוליזה רבות. בשנים האחרונות, עם המעבר החיוני לאנרגיות חלופיות, גבר הצורך בתהליכי אלקטרוליזה שיתאימו למקורות אנרגיה אלה. מכאן חשיבותה של פריצת הדרך הנוכחית המוצגת . החוקרים מקווים שגורמים באקדמיה Joule ב- ובתעשייה ימשיכו ויקדמו את המערכת לכדי מוצר מסחרי. המחקר נתמך על ידי תוכנית האנרגיה ע”ש ננסי ), תרומת אד סאטל, GTEP וסטיבן גרנד בטכניון ( קרן אדליס, משרד האנרגיה והנציבות האירופית של הקרן PAT ) ומרכז המצוינות ERC (שני מענקי הלאומית למדע. פרופ’ גידי גרדר פרופ’ אבנר רוטשילד