H2Pro (חברה)

H2Pro היא חברה ישראלית המפתחת טכנולוגיה לפיצול מים לאטומי מימן וחמצן לשם ייצור אנרגיית מימן באופן זול ויעיל תוך נצילות אנרגטית מקסימלית שלטענת מפתחי השיטה עשויה להגיע ל-98.7%, תוך צמצום משמעותי של פליטת פחמן דו-חמצני. מנכ"ל החברה הוא טלמון מרקו. בחברה משקיעות מספר חברות בהן החברה Breakthrough Energy Ventures, שהוקמה על ידי המיליארדר ביל גייטס.

רקע

ערך מורחב – דלק מחצבי

ברחבי העולם מיוצרות בכל שנה כ-65 מיליון טונות של מימן בשווי של כ-130 מיליארד דולר, השקולות מבחינה אנרגטית לכ-9 אקסה-ג'אול (EJ) שהם כ-2,600 טרה-וואט-שעה (TWh). כ-53% מהמימן המופק כיום משמש לייצור אמוניה לדשנים ולחומרים נוספים, 20% לבתי זיקוק, 7% לייצור מתנול ו-20% בשימושים אחרים.

כ-99% מהמימן המופק כיום מקורו בדלק מחצבי (fossil fuel), והפקתו כרוכה בתהליכים הפולטים לאטמוספירה פחמן דו-חמצני, שנוכחותו העודפת באטמוספירה מאיצה את ההתחממות הגלובלית. המימן מופק בעיקר על ידי חילוצו מגז טבעי (SMR) בתהליך המשחרר כ-10 טונות CO2 על כל טונה של מימן, ולכן אחראי לכ-2% מסך פליטות ה-CO2 לאטמוספירה שמקורן בפעילות אנושית. נתונים אלו הביאו חברות שונות לחפש חלופות נקיות וידידותיות לסביבה להפקת מימן, ועליהן נמנית חברת H2Pro.

החברה

מפתחי הטכנולוגיה, פרופ' גדעון גרדר מהפקולטה להנדסה כימית בטכניון, פרופ' אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, ד"ר חן דותן והדוקטורנטית אביגיל לנדמן, חברו למייסדי חברת Viber והקימו את חברת H2Pro, העוסקת במסחור הטכנולוגיה החדשה. החברה, הפועלת בפארק התעשייה בקיסריה, קיבלה רישיון בלעדי למסחור הטכנולוגיה מ־3T יחידת המסחור של מוסד הטכניון, וגייסה הון התחלתי בהובלת חברת יונדאי. המחקר נתמך על ידי תוכנית האנרגיה ע"ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון (GTEP), תרומת אד סאטל, קרן אדליס, משרד האנרגיה והנציבות האירופית (תוכנית המסגרת 2020 של האיחוד האירופי).

הטכנולוגיה שאותה מפתחת החברה

השיטה המסורתית להפקת מימן על ידי טכנולוגיית האלקטרוליזה

החלופה העיקרית הקיימת כיום להפקת מימן באופן נקי וללא פליטות CO2 היא אלקטרוליזה של מים (water electrolysis). בתהליך זה מוצבות שתי אלקטרודות, אנודה וקתודה, במים המועשרים בבסיס או בחומצה אשר מגבירים את מוליכותם החשמלית. בתגובה להעברת זרם חשמלי בין האלקטרודות מתפרקות מולקולות המים (H2O) ליסודותיהן הכימיים ומשחררות גז מימן (H2) בקרבת הקתודה וחמצן (O2) בקרבת האנודה. התהליך כולו מתרחש בתא אטום המחולק לשניים – בחלק אחד נאסף המימן ובחלק אחר החמצן.

טכנולוגיית E-TAC water splitting שפיתחה חברת H2Pro

החוקרים פיתחו תהליך המבוסס על פעולה מחזורית שבה משתנה לסירוגין ההרכב הכימי של האנודה (האלקטרודה שבה מתרחש תהליך החמצון במערכת). בשלב הראשון, הקתודה (האלקטרודה שבה מתרחש תהליך החיזור במערכת) מייצרת מימן והאנודה משנה את הרכבה הכימי בלי לייצר חמצן; בשלב השני הקתודה פסיבית ואילו האנודה מייצרת חמצן. בסוף השלב השני חוזרת האנודה למצבה ההתחלתי והמחזור מתחיל מחדש. על סמך טכנולוגיה זו הקימו החוקרים את חברת הסטארטאפ H2Pro העוסקת בתרגומה ליישום מסחרי.

לטענת מפתחי השיטה, טכנולוגיית E-TAC water splitting משפרת את הנצילות האנרגטית של תהליך הפקת מימן ממים מכ-75% בשיטת האלקטרוליזה ל־98.7%, וכן מצמצמת משמעותית את פליטת הפחמן דו-חמצני. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת Nature Energy.

נצילות אנרגטית

הפקת מימן בדרכים נקיות נתקלת במספר אתגרים:

1. הפסד אנרגטי משמעותי תוך כדי תהליך הפקת המימן. הנצילות האנרגטית של תהליכי אלקטרוליזה עומדת על כ־75% מה שאומר שצריכת החשמל בעת תהליך ההפקה גבוהה.
2. הממברנה המחלקת את תא האלקטרוליזה לשניים (שנדרשת כדי להפריד את המימן לצד אחד ואת החמצן לצד השני) מגבילה את הלחץ בתא האלקטרוליזה ל-10 עד 30 אטמוספירות בשעה, כאשר במרבית היישומים נדרש לחץ של מאות אטמוספירות. לדוגמה, בכלי רכב חשמליים המכילים תאי דלק נדרשת דחיסה של המימן בלחץ של 700 אטמוספירות. כיום מוגבר הלחץ באמצעות מדחסים גדולים ויקרים המסבכים את התפעול ומגדילים את עלויות ההתקנה והאחזקה של המערכת. בנוסף, נוכחותה של הממברנה מסבכת את הרכבת מתקן הייצור וכך מעלה מהותית את מחירו. מעבר לכך הממברנה דורשת תחזוקה והחלפה תקופתית.

יתרונות על פני שיטת האלקטרוליזה

לטכנולוגיה E-TAC water splitting כמה יתרונות על פני האלקטרוליזה:

1. הפרדה כרונולוגית מוחלטת בין ייצור המימן לייצור החמצן – שני תהליכים אלה קורים בזמנים שונים. ההשלכות:

• א. ביטול הצורך בממברנה החוצצת בין האנודה לקתודה בתא האלקטרוליזה. דבר שחוסך עלויות רבות ומפשט את התהליך.
• ב. מניעת סיכון למפגש בין החמצן למימן, מה העלול להיווצר בתהליך האלקטרוליזה הרגיל במקרה שהממברנה המפרידה אינה אטומה לגמרי.
• ג. הטכנולוגיה החדשה מייתרת את הממברנה ומאפשרת דחיסה של המימן כבר בשלב ההפקה. מה שחוסך חלק מהעלויות הכרוכות בדחיסה מאוחרת של המימן

2. בתהליך החדש נוצר החמצן בתגובה כימית ספונטנית בין האנודה הטעונה והמים, ללא הפעלת זרם חשמלי באותו שלב. תגובה זו חוסכת את הצורך בחשמל בשלב יצירת החמצן, ולטענת המפתחים מגדילה את נצילות התהליך לכדי נצילות אנרגטית של 98.7%.

3. הערכת מפתחי הטכנולוגיה היא שעלות ציוד להפקת מימן בתהליך ה-E-TAC תהיה כמחצית מעלותו של זה המבוסס על טכנולוגיות קיימות.

מימון הפרויקט

דוראל אנרג'י-טק ונצ'רס (דוראל־טק), שהיא זרוע החדשנות וההשקעות של דוראל אנרגיה העוסקת במסחור אנרגיה ירוקה, הודיעה שתעשה שימוש בטכנולוגיה של H2Pro במתקן המימן הירוק שתקים בקיבוץ יטבתה, והשקיעה בחברה כ-75 מיליון דולר, לצד מימון של משרד האנרגיה על סך של כ־3.3 מיליון שקלים.

משקיעים נוספים ב- H2Pro: הם הקרן Breakthrough Energy Ventures, שהוקמה על ידי המיליארדר ביל גייטס, Temasek, Horizons Ventures, ArcelorMittal ו- Yara Growth Ventures.

ועידת גלאזגו

ערך מורחב – ועידת האומות המאוחדות לשינוי אקלים (2021)

בוועידת האקלים בגלאזגו (2021) נפגש ראש הממשלה נפתלי בנט עם ביל גייטס בעניין פתרונות אפשריים להתחממות הגלובלית. במהלך הפגישה אמר גייטס לבנט, בין היתר, שהוא מעוניין להשקיע בחברת H2Pro כחלק מהמאמצים לקדם פתרונות להפחתת זיהום האוויר.

קישורים חיצוניים

• אתר האינטרנט הרשמי של H2Pro
• בטכניון שיטה חדשה לייצור מימן ממים באמצעות אנרגיה סולרית - Hydrogen on Demand, סרטון בערוץ "Technion", באתר יוטיוב (אורך: 2:53)
• הטכניון, ‏חוקרים ישראלים פיתחו טכנולוגיה זולה, ידידותית לסביבה ובטוחה יותר להפקת מימן, באתר "הידען", 19 בספטמבר 2019
• מעין מנלה, טלמון מרקו: "בכל העולם מבינים שמימן הוא כלי הכרחי לפתרון בעיות האקלים", באתר כלכליסט, 9 בספטמבר 2020
• יורם גביזון, אחרי גייטס ובזוס: טמסק הסינגפורית משקיעה בחברת המימן הירוק מישראל, באתר TheMarker‏, 28 בדצמבר 2021
• "פרס נובל על השולחן": הפטנט הישראלי שיחולל מהפכה במאבק במשבר האקלים, סרטון בערוץ "כאן חדשות", באתר יוטיוב (אורך: 7:25)

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

33643091H2Pro (חברה)