מים, שמן ומדע ברמיקס חדש
מים, שמן ומדע ברמיקס חדש
מים, שמן ומדע ברמיקס חדש
...המדע מנסה נס מדעי כפול במאמץ חדש של הפיכת מים ותרכובותיהם לדלק.
הכלכלה והפוליטיקה של אנרגיית הנפט נחשבות בקלות ככל הנראה הנושא האקטואלי ביותר על פני כדור הארץ. הנפט, שלעתים מוסווה מאחורי אידיאולוגיה ורטוריקה חזקה, הוא הגורם העיקרי לרוב המלחמות המודרניות.
סוכנות האנרגיה הבינלאומית מעריכה את הביקוש הממוצע העולמי לנפט ולדלקים נוזליים בסביבות 96 מיליון חביות ליום. זה מסתכם בלמעלה מ-15.2 מיליארד ליטר שמן שנצרכים ביום אחד בלבד. לאור חשיבותו האסטרטגית והצמא הבלתי יודע של העולם לנפט, הזרימה המתמדת של דלק במחיר סביר והחיפוש אחר מקורות אנרגיה חלופיים הפכו לצו עולמי.
הניסיון להמיר מים לדלק הוא אחד מהביטויים של סדר עולם האנרגיה החדש הזה, וקפץ במהירות מדפי המדע הבדיוני למעבדות ניסוי ממשיות והרבה מעבר לגבולות שדות הנפט.
המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) ו-Masdar Institute שיתפו פעולה והתקרבו צעד אחד להמרת מים למקור דלק באמצעות תהליך מדעי שמפצל את המים באמצעות קרניים מאור השמש. כדי להשיג ספיגת אנרגיית שמש אופטימלית, פני המים מוגדרים בננוקונוסים מותאמים אישית עם קצוות מדויקים של 100 ננומטר בגודל. בדרך זו, יותר מאנרגיית השמש המקרינה יכולה לפצל את המים לרכיבים הניתנים להמרה של דלק. מחזור האנרגיה הפיך הזה ישתמש אפוא באור השמש כמקור האנרגיה לפיצול הפוטוכימי של מים לחמצן ומימן שניתן לאחסן.
אותו עיקרון טכנולוגי מיושם על ידי צוות המחקר לגיבוש אנרגיה ניטרלית פחמן. מכיוון שאין מימן גיאולוגי טבעי, ייצור המימן תלוי כיום בגז טבעי ובדלקים מאובנים אחרים מתהליך עתיר אנרגיה. מאמצי המחקר הנוכחיים יכולים לראות מקור נקי יותר של מימן מיוצר בקנה מידה מסחרי בעתיד הקרוב.
הצוות המדעי הבינלאומי מאחורי פרויקט עתידנות אנרגיה זה כולל את ד"ר חיימה ויגאס, עוזר פרופסור להנדסת מיקרו-מערכות במכון מסדר; ד"ר מוסטפא ג'ואיד, מנהל מתקן מיקרוסקופיה ומדען מחקר ראשי במכון מסדר והפרופסור להנדסת מכונות של MIT, ד"ר סאנג-גוק קים.
מחקר מדעי דומה מתקיים גם במעבדה הלאומית של Caltech ולורנס ברקלי (Berkeley Lab), שם הם מפתחים תהליך שיש לו פוטנציאל לעקוב במהירות אחר גילוי תחליפי דלק סולארי לנפט, פחם ודלקים מאובנים קונבנציונליים אחרים. כמו המחקר של MIT, התהליך כולל פיצול מים על ידי מיצוי אטומי המימן ממולקולת המים ואז שילובם מחדש יחד עם אטום החמצן לייצור דלקים פחמימניים. פוטואנודות הם החומרים המסוגלים לפצל מים באמצעות אנרגיה סולארית כדי ליצור דלק סולארי בר-קיימא.
במהלך 40 השנים האחרונות, נמצאו רק 16 מהחומרים הזולים והיעילים של פוטואנודה. המחקר המוקפד במעבדת ברקלי הוביל לגילוי של 12 פוטואנודות חדשות המבטיחות להוסיף ל-16 הקודמות. התקווה להפקת דלק ממים באמצעות היישום הזה של המדע על כן עלתה מאוד.
מתקווה למציאות
המאמץ הזה להמרת מים לדלק זינק עוד יותר מהמעבדה המדעית לרצפת הייצור התעשייתית בפועל. Nordic Blue Crude, חברה שבסיסה בנורווגיה, החלה לייצר דלקים סינתטיים בדרגה גבוהה ומוצרים אחרים להחלפת מאובנים המבוססים על מים, פחמן דו חמצני ואנרגיה מתחדשת. צוות ליבת הדלק הביולוגי של Nordic Blue Crude מורכב מהרווארד לילבו, לארס הילסטאד, Bjørn Bringedal ו Terje Dyrstad. זה אשכול מוכשר של מיומנויות הנדסיות תעשיית התהליכים.
חברת הנדסת האנרגיה המובילה בגרמניה, Sunfire GmbH, היא השותפה הטכנולוגית התעשייתית העיקרית מאחורי הפרויקט, תוך שימוש בטכנולוגיה חלוצה ההופכת מים לדלקים סינתטיים ומספקת גישה עשירה לפחמן דו חמצני נקי. המכונה שממירה מים ופחמן דו חמצני לדלק סינטטי מבוסס נפט הושקה על ידי החברה בשנה שעברה. המכונה המהפכנית והראשונה בעולם, מבצעת את ההמרה לפחמימנים נוזליים בנזין סינתטי, דיזל, נפט ופחמימנים נוזליים, תוך שימוש בטכנולוגיית כוח-נוזל חדישה.
כדי להכניס את הדלק החדש ופורץ הדרך הזה לשוק מהר יותר ולהכניס לאפליקציות מרובות, Sunfire שיתפה פעולה גם עם כמה מהתאגידים המשפיעים ביותר בעולם, כולל בואינג, לופטהנזה, אאודי, לוריאל וטוטאל. ניקו אולביכט, מנהל מכירות ושיווק של החברה שבסיסה דרזדן, אישר ש"הטכנולוגיה עדיין בפיתוח ועדיין לא זמינה בשוק".
