הידעת? מימן, היסוד הכימי הראשון בטבלה המחזורית, משמש כדלק וכאמצעי לאגירת אנרגיה. אומנם הוא גז חסר צבע, אך תהליכי הפקתו קיבלו כינויים צבעוניים למדי.
שימוש במימן כדלק נחשב ירוק כיוון שאינו פולט גזי חממה וגזי פליטה מזהמים אלא רק מים. דווקא המימן הנמצא בשימוש הנפוץ ביותר כיום הוא מימן אפור - מקורו בגז טבעי ובתהליך ההפקה שלו נפלט דווקא גז פחמן דו-חמצני מזהם. למעשה - ישנם תהליכי הפקת מימן רבים נוספים וספקטרום הצבעים שלהם כולל ורוד, צהוב ואפילו טורקיז!
מימן הוא יסוד כימי גזי חסר צבע שמסומן באות H בטבלה המחזורית. מספרו האטומי הוא 1, משמע הוא היסוד הראשון והקל מכולם. הוא קל מהאוויר (שמורכב ברובו מחנקן) ולכן באטמוספרה הוא עולה מעלה ונדיר למצוא אותו בכמויות גדולות באופן טבעי בכדור הארץ. בתהליך בעירה של מימן טהור (H2), הוא מגיב עם חמצן (O2) ליצירת מים (H2O) וכחלק מהתהליך משתחררת אנרגיה בתהליך אקזותרמי:
אנרגיה + (2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g. האנרגיה המשתחררת בתהליך מאפשרת למימן לשמש כדלק ועל כן קיימת תעשייה גדולה העוסקת בהפקת מימן [1]. תא דלק מימני ממיר אנרגיה כימית לזרם חשמלי על ידי שימוש במימן כדלק ובחמצן כחומר המחמצן.
כדי להבדיל בין תהליכי ההפקה השונים, הם מסומנים בצבעים:
- מימן אפור, הוא מימן המיוצר מגז טבעי בשיטת פיצוח פחמימנים (תרכובות פחמן ומימן) שבה מפעילים טמפרטורות ולחצים גבוהים כדי לפרק שרשראות פחמימנים ארוכות לשרשראות קצרות יותר, תוך כדי פליטת גזים - ביניהם פחמן דו-חמצני ומימן [2].
- מימן חום או שחור הוא מימן המיוצר מפחם חום או שחור, בהתאמה, בתהליך גיזוז שבו חומרים אורגניים מוצקים מבוססי פחמן מומרים לגזים, ביניהם חנקן ופחמן דו-חמצני וגם מימן [3].
- מימן כחול הוא למעשה מימן אפור או חום, שבתהליך הפקתו רוב הפחמן הדו-חמצני אינו משוחרר לאטמוספרה אלא נלכד ומאוחסן במתקנים ייעודיים או ממוחזר לצורך תהליכים תעשייתיים אחרים [4].
- מימן טורקיז הוא מימן המופק בטכנולוגיה המכונה פירוליזת מתאן [5] יחד עם פחמן מוצק טהור, ללא שחרור פחמן דו-חמצני לאטמוספירה.
- מימן ירוק הוא מימן המיוצר בתהליך אלקטרוליזה של מים, ובו מים מתפרקים למימן וחמצן על ידי מעבר זרם חשמלי. חשוב לציין שהחשמל שבו משתמשים בתהליך הייצור מופק ממקורות מתחדשים (אנרגיה סולארית, טורבינות רוח וכו') ללא היווצרות של פחמן דו-חמצני [6].
- מימן ורוד הוא למעשה מימן ירוק המופק בתהליך אלקטרוליזה אלא שהחשמל שמשמש לפירוק מיוצר בתחנות כוח גרעיניות.
- מימן צהוב גם הוא מימן ירוק, שבו החשמל המשמש לפירוק מופק מתערובת מקורות. לדוגמה, דלק מאובנים (פחם, גז טבעי וכו') ומקורות מתחדשים גם יחד.
- מימן לבן הוא מימן טהור הנמצא במרבצים תת-קרקעיים טבעיים.
על אף המאמצים הכבירים להגביר את השימוש באנרגיה ירוקה ובמקורות מתחדשים ולמזער פליטות גזי חממה לאטמוספרה, כיום מימן אפור הוא המימן הנפוץ ביותר בתעשייה - למעלה מ-90 אחוזים, כשאחריו נמצאים מימן חום ומימן כחול. הפקת מימן טורקיז בטכנולוגיית פירוליזת מתאן נמצאת עדיין בשלבי ניסוי. באשר לשאר הצבעים, למרות ההערכות שבשנים הקרובות אלה יהפכו לדרכי הפקת המימן העיקריות - רק כאחוז אחד מהמימן המופק כיום הוא ירוק, ורוד או צהוב. באשר למימן לבן, לא קיימת הפקה נרחבת שלו לאור הקושי הרב והעלויות הגבוהות בחציבתו [7].
למעשה, בעוד כיום משתמשים במימן בעיקר לתעשייה - התקווה היא שבעתיד הוא ישמש כאמצעי לאגירת אנרגיה וייתכן אף כדלק ירוק ונקי שיוכל להניע כלי תחבורה כבדים.
עריכה: גליה הלוי שדה
מקורות והרחבות:
- רקע על דלק מימן
- פיצוח פחמימנים
- גיזוז
- לכידה ואחסון של פחמן
- תהליך הפירוליזה
- תהליך האלקטרוליזה
- חציבת מימן לבן