מגזם לדלק

מחקר במעבדתו של ד"ר יורם גרשמן

השימוש בבנזין ודיזל לתחבורה יוצר בעיות סביבתיות קשות, כגון זיהום אוויר ופליטת גזי חממה שמגבירים את הקצב של שינוי האקלים העולמי. במקביל, שריפה של פסולת צמחית חקלאית (גזם ושאריות צמחים) יוצרת בעיות דומות. האם ניתן להתמודד עם שתי הבעיות יחד?

ייתכן שכן. במעבדתו של ד"ר יורם גרשמן בודקים את האפשרות להשתמש בפסולת הגזם מצמחים לייצור אתנול (אלכוהול), שמשמש כדלק ביולוגי המזיק פחות לסביבה. מטרת המחקר היא לקחת פסולת צמחית, שקיימת בכל מקרה, ולהפוך אותה לדלק במקום לנסות להיפטר ממנה. קיימים כיום כלי רכב שמתודלקים באתנול בלבד, אבל גם מנוע בנזין רגיל יכול לפעול היטב עם דלק שמכיל עד 10 אחוז אתנול. מעריכים שכמות הפסולת החקלאית הצמחית שנוצרת בישראל מדי שנה מאפשרת להפיק אתנול בכמות שתספיק להמרת כל שוק התחבורה הישראלי ל-10 אחוז אתנול.

אתנול בתחנת תדלוק בברזיל.
צילום: Harry Wood

אחד האתגרים ביישום הרעיון הוא בהפיכת הגזם לאתנול. חומר צמחי עשוי משלושה מרכיבים: צלולוז (תאית), המיצלולוז וליגנין. הצלולוז, שמהווה כ-50-38 אחוז מהפסולת החקלאית, הוא המקור לייצור אתנול. לשם כך, יש לפרק את הצלולוז לסוכרים, להתסיס אותם בעזרת שמרים, ולזקק את האתנול מהתערובת שנוצרת. הקושי העיקרי בהפקת האתנול טמון בליגנין, המרכיב שמדביק את מרכיבי הצמח זה לזה ומעניק לו קשיחות. הליגנין מהווה מחסום פיזי עבור החלבונים המזרזים שמפרקים את הצלולוז לסוכרים. הוא גם נקשר לחלבונים אלה וכך מעכב עוד את פעולתם.

על מנת לייצר אתנול מחומר צמחי חייבים להסיר את הליגנין באמצעות טיפול מקדים. השיטה הקיימת להסרת הליגנין מורכבת ויקרה, ולכן אינה נמצאת בשימוש בישראל. במחקר, המבוצע בשיתוף עם פרופ' הדס ממן מאוניברסיטת תל-אביב ובהשתתפות הסטודנטים רועי פרץ ויאן רוזן, נבדקת שיטה חליפית לטיפול בליגנין. שיטה זו מבוססת על שימוש בגז האוזון, שמורכב משלושה אטומי חמצן. ניתן לייצר את האוזון מהחמצן שבאוויר, בתהליך פשוט באמצעות מכשיר קטן יחסית ונייד. בטיפול המקדים שבחנו החוקרים, שנקרא אוזונציה, מוסף האוזון לפסולת החקלאית בתוך מים. האוזון תוקף ומפרק את הליגנין וגם חומרים נוספים הדומים לו. החוקרים מצאו שאוזונציה קצרה מסירה בצורה יפה את הליגנין מגזם עירוני גרוס, ומשפרת משמעותית את היכולת לייצר אתנול מחומר צמחי.

כתבה מפורטת יותר על המחקר הופיעה באתר "זווית".