ייצור דלק מחיידקים הניזונים ממי שפכים

ד"ר רבקה כהן מהמח' להנדסת כימיה וד"ר אלכס שכטר מהמח' לכימיה ביולוגית מאוניברסיטת אריאל פתחו מתקן של תאי דלק מיקרוביאלים לייצור חשמל וטיפול בשפכים. 

מדובר בטכנולוגיה מהפכנית שבה מנצלים את היכולת הטבעית של החיידקים לפרק מגוון מזהמים. התהליך מתבצע במתקן מיוחד שנבנה במעבדות באוניברסיטת אריאל ומאפשר את קצירת האלקטרונים הנוצרים בתהליך לייצור חשמל. בתהליך זה אין תוצרי לוואי ופליטת גזי חממה שואפת לאפס.
 

אחת הבעיות בייצור חשמל במתקנים של תאי דלק מיקרוביאלים זה עלות הזרז מסוג פלטינה (Pt) הנפוץ ביותר במתקנים אלו. במעבדות המחקר של ד"ר כהן וד"ר שכטר סנתזו זרז חדשני המבוסס על היסוד רותניום (Ru), זול פי 20 מפלטינה. 

"חיידקים הם יצורים חד תאים" מסבירה ד"ר רבקה כהן, "המסוגלים לפרק תרכובות אורגניות מגוונות כגון תרכובות נפט, ממסים אורגניים וחומרי הדברה". במתקן של תא דלק מיקרוביאלי מתבצעת המרה של אנרגיה כימית הנמצאת במקורות מזון, לזרם חשמל. מתקן של תא דלק מיקרוביאלי טיפוסי מכיל שני תאים: תא אנודה המכיל חיידקים ותא קתודה, בכל אחד מהתאים מצויה אלקטרודה. בתא האנודה החיידקים מבצעים תהליך של פרוק חומרי המזון: שפכים ביתיים, שפכים תעשייתיים תרכובות נפט חומרי הדברה ועוד מגוון רב של מזהמים סביבתיים, המשמשים כמצע לגידולם ולהפקת אנרגיה כימית (ATP). 

תוך כדי התהליך משתחררים אלקטרונים ופרוטונים. האלקטרונים נמסרים מהחיידק לאנודה  ולאחר מכן עוברים דרך חוט מוליך חיצוני מהאנודה לקתודה. הפרוטונים עוברים מתא האנודה לתא הקתודה דרך ממברנה ייחודית לפרוטונים. כתוצאה מכך בתא הקתודה (על האלקטרודה) מתבצע תהליך חיזור של חמצן למים וסגירת מעגל חשמלי. 

לצורך חיזור החמצן בתא האנודה דרוש זרז כימי, הזרז הנפוץ הינו מתכת פלטינה, יקרה. במחקר שבוצע באוניברסיטת אריאל סנתזנו זרז כימי על בסיס Ru, זול מפלטינה פי 20 ויעיל כמו פלטינה. 

לסיכום, התהליך המתרחש בתא הדלק המיקרוביאלי הינו לא רק טיפול בשפכים אלא גם יצירת זרם חשמל. בעתיד אנו צופים שבכל תעשייה יבנה מתקן של תא דלק מיקרוביאלי ליצירת חשמל ולטיפול בשפכים.

הנתונים, המידע, הדעות והתחזיות המתפרסמות באתר זה מסופקים כשרות לגולשים. אין לראות בהם המלצה או תחליף לשיקול דעתו העצמאי של הקורא, או הצעה או שיווק השקעות או ייעוץ השקעות ב: קרנות נאמנות, תעודות סל, קופות גמל, קרנות פנסיה, קרנות השתלמות או כל נייר ערך אחר או נדל"ן– בין באופן כללי ובין בהתחשב בנתונים ובצרכים המיוחדים של כל קורא – לרכישה ו/או ביצוע השקעות ו/או פעולות או עסקאות כלשהן. במידע עלולות ליפול טעויות ועשויים לחול בו שינויי שוק ושינויים אחרים. כמו כן עלולות להתגלות סטיות בין התחזיות המובאות בסקירה זו לתוצאות בפועל. לכותב עשוי להיות עניין אישי במאמר זה, לרבות החזקה ו/או ביצוע עסקה עבור עצמו ו/או עבור אחרים בניירות ערך ו/או במוצרים פיננסיים אחרים הנזכרים במסמך זה. הכותב עשוי להימצא בניגוד עניינים. פאנדר אינה מתחייבת להודיע לקוראים בדרך כלשהי על שינויים כאמור, מראש או בדיעבד. פאנדר לא תהיה אחראית בכל צורה שהיא לנזק או הפסד שיגרמו משימוש במאמר/ראיון זה, אם יגרמו, ואינה מתחייבת כי שימוש במידע זה עשוי ליצור רווחים בידי המשתמש.