מפתח זרזים לייצור אנרגיה נקייה

ד”ר אריאל פרידמן, מפתח בתחום האלקטרוכימיה פתרונות שיובילו לאנרגיה ירוקה וזולה

הכירו את ד”ר אריאל פרידמן, בוגר המחלקה לכימיה באוניברסיטת בר-אילן המשמש היום כחוקר במסגרת פוסט-דוקטור במחלקה לכימיה ביולוגית באוניברסיטת נורת’איסטרן בבוסטון. מחקרו עוסק בפיתוח זרזים למגוון טכנולוגיות להמרת אנרגיה, ומתמקד בפיתוח זרזים לסינתזה אלקטרוכימית של אוריאה מפחמן דו-חמצני ותחמוצות חנקן.

אוריאה היא תרכובת שנמצאת בשימוש מסיבי בחקלאות כדשן ומשמשת בתעשייה הכימית כמולקולה התחלתית לייצור מגוון תרכובות כימיות ופולימרים פלסטיים. ייצור האוריאה אחראי לכ-1.4% מצריכת האנרגיה העולמית ונחשב לתהליך מזהם מאוד ולא יעיל. שימוש בחשמל ממקורות אנרגיה מתחדשת יאפשר הפקת אוריאה ירוקה ללא שום פליטת מזהמים, תוך חיסכון באנרגיה. נוסף על כך, התהליך משתמש כחומרי מוצא בפחמן דו-חמצני ותרכובות חנקן, שהם תוצרי לוואי מזהמים של תהליכים תעשייתיים רבים ובכך מאפשר הפחתת פליטת מזהמים אלו לסביבה.

במהלך עבודת הדוקטור, בהנחיתו של פרופ’ ליאור אלבז מהמחלקה לכימיה, חקר ד”ר פרידמן תאי דלק כחלק מתוכנית רחבה יותר הנקראת כלכלת מימן, בה מטבע האנרגיה העתידי יהיה מבוסס מימן ולא דלקים מחצביים. בתוכנית זו, אנרגיה ממקורות ירוקים כמו תאים-סולריים, טורבינות רוח וכדומה תשמש לאלקטרוליזה של מים לייצור מימן. תאי דלק יכולים להמיר ישירות את האנרגיה הכימית האצורה במימן לחשמל תוך פליטת מים כתוצר לוואי היחיד. מאחר שכיום תאי דלק משתמשים במתכות יקרות כמו פלטינה כקטליזטור בתאי דלק, יש צורך למצוא תחליף זול יותר כדי להוזיל את העלויות של פריסה רחבה של טכנולוגיה זו. המחקר התמקד בפיתוח קטליזטורים שמבוססים על מתכות לא יקרות לתהליך חיזור החמצן בתא דלק בהשראת אנזימים העושים פעולה דומה בטבע.

“בשבילי אלקטרוכימיה היא תת-תחום מרתק ואלגנטי בכימיה,” ד”ר פרידמן מספר. “שימוש בחשמל ככוח מניע לתגובות כימיות מאפשר שליטה יעילה ומדויקת בתגובה ובתוצרים. האלקטרוכימיה נמצאת בחזית המחקר החל מייצור תרופות באופן יעיל וסלקטיבי ועד המרת ואגירת אנרגיה בבטריות, תאים סולריים, ותאי דלק.”