חשמל ירוק
חברה קנדית פיתחה תא דלק מבוסס אבץ־אוויר
חברה קנדית בשם Zolair מסיימת בימים אלו פיתוח חדשני של תא דלק קל ונייד, שנועד לייצור חשמל ירוק לאזרחים במדינות העולם השלישי החיים כיום ללא חשמל, או עם מקורות חשמל מזהמים או מוגבלים.
החברה, שבה שותפים יזמים מקנדה, מגרמניה וממזרח ירושלים, ופועלת מתל אביב, עושה שימוש בטכנולוגיית אבץ־אוויר ליצירת תאי דלק בעלי רכיבים הניתנים למִחזור באופן מלא, ועובדת בימים אלה גם על מודל ייחודי אשר יאפשר לאזרחי מדינות העולם השלישי לקבל את המוצר על בסיס תשלום לפי שימוש, ללא צורך ברכישה מלאה שעלותה גבוהה.
ערכנו שיחה עם מרק רבין, מנכ"ל חברת Zolair , שסיפר לנו על הטכנולוגיה שאותה פיתחה החברה ועל תוכניותיה לעתיד.
כיצד הוקמה Zolair?
"חברת Zolair הוקמה באביב 2014 כדי להביא פתרון חדשני לאספקת חשמל נקי ונגיש, אשר איננו נסמך על אנרגיה סולרית, ושמבוסס על מִחזור באופן מלא. כך יוכלו גם אוכלוסיות במדינות עולם שלישי לעשות שימוש בחשמל. הפתרון, המכונֶה PILA-1, מבוסס על מחקר ופיתוח של תא דלק אבץ־אוויר בן למעלה מעשור, של היזם והממציא הגרמני רולף פפסדורף (Papsdorf) המשמש כיום כמנהל הטכנולוגי של החברה. השיטה מוגנת בפטנטים רשומים".
צילום: חברת Zolair
מהם תאי דלק מבוססי אבץ־אוויר וכיצד הם פועלים?
"הן בסוללות רגילות והן בתאי דלק (כמו אלו שבהם אנו עושים שימוש ב־PILA-1- בטכנולוגיית אבץ־אוויר), קיימים שלושה רכיבים מרכזיים – אנודה (המסומנת בסימן מינוס, שכן היא "מפסידה" אלקטרונים בתהליך פעולתה), קתודה (המסומנת כפלוס) ואלקטרוליט אשר נועד לייצר את התגובה הכימית בסוללה. עד כאן הדמיון בין סוללות לתאי דלק. אלא שיש גם הבדלים: בניגוד לסוללה רגילה, שבה נעשה לעתים שימוש בחומצה כאלקטרוליט – בתא דלק מבוסס טכנולוגיית אבץ־אוויר, נעשה שימוש בתמיסה בסיסית (אלקלית) כאלקטרוליט. אבל ההבדל המרכזי נוגע לאופן הפעולה שלהם – בעוד שסוללה אוגרת את כל האנרגיה בתוכה ומשחררת אותה לפי הצורך, תא דלק כמו זה שאותו פיתחנו, מייצר אנרגיה תוך ניצול מקור חיצוני – החמצן שבאוויר.
"הקתודה בתא הדלק שלנו מכילה ממברנה המאפשרת לחמצן מהאוויר לחדור פנימה, והדבר גורם לחמצון האבץ שבתא הדלק, אשר הופך לאורך הזמן לתחמוצת אבץ – תהליך שבו משתחררים אלקטרונים. כך נוצר הפרש פוטנציאלים חשמליים, או מתח חשמלי, בין הקתודה לאנודה.
"טכנולוגיית תא הדלק מבוסס אבץ־אוויר שאותה פיתחנו אינה מאפשרת הטענה חוזרת על ידי המשתמש. עם זאת, את תחמוצת האבץ עצמה (התוצר של פעולת תא הדלק) אפשר למחזר לאבץ מתכתי במפעל לאחר איסוף הסוללה, או לחלופין להשתמש בה כדשן – פתרון מצוין לאזורים כפריים".
כיצד עובד ה־PILA-1?
"ה־ PILA-1הוא התקן המורכב ממארז ובתוכו שורה של תאי אבץ־אוויר. בקדמת המכשיר יש צג וכפתורי שליטה. כדי לטעון מחדש את המכשיר יש צורך לפתוח את המארז, להוציא תא או תאים משומשים ולהחליפם בחדשים (התאים יהיו זמינים במרכזי שירות מקומיים ויוכלו להגיע ללקוחות גם באמצעות שליחים).
"אנו לא רואים את PILA-1כ'סוללה', אלא כהתקן אנרגיה אינטראקטיבי לצרכנים. הוא כולל יחידת עיבוד נתונים פנימית, המחשבת בכל רגע נתון את כמות האנרגיה שנותרה במכשיר, ומסוגלת, באמצעות תקשורת אלחוטית, להעביר מידע על מיקום היחידה ועל מצבה, לחברה".
מה היתרונות של PILA-1 לעומת טכנולוגיות אבץ־אוויר אחרות?
"למערכת שפיתחנו כמה יתרונות בולטים. ראשית, הטכנולוגיה שלנו כבר קיימת ופועלת במשך כשמונה שנים באפריקה (במעטפת שונה ובסיסית יותר, אך הטכנולוגיה עצמה זהה). מערכות אבץ־אוויר אחרות נמצאות ברובן בשלבי פיתוח שונים ואינן מוכנות להיכנס לשוק בשלב זה. נוסף על כך, מרבית מערכות האבץ־אוויר שמפתחים כיום מייצרות בתהליך העבודה שלהן מזהמים. המערכת שפיתחנו מאפשרת מִחזור מלא של הרכיבים ואיננה מייצרת מזהמים. נקודה חשובה נוספת נוגעת לניידות. חלק משמעותי מסוללות האבץ־אוויר שמפתחים כיום נועדו לשימוש במתקנים גדולים ובמפעלים, והן אינן ניידות. המערכת שאנו מפתחים ניידת לחלוטין ומשקלה 13 ק"ג וחצי בלבד".
מדוע בחרתם לפתח את PILA-1 תחילה דווקא למדינות העולם השלישי?
"פפסדורף, שפיתח את הטכנולוגיה שמאחורי PILA-1, חי 40 שנה בדרום אפריקה, שם נחשף לצורך שיש בחשמל זמין ונקי, וראה גם את ההזדמנות שבפיתוח מקורות אנרגיה שאינם תלויים ברשת החשמל. הדרישות המרכזיות למערכות כאלו באפריקה הייתה יכולת הפעלה קלה במקומות מרוחקים עם תשתית מינימלית, פעולה רציפה 24/7 (במיוחד בשעות הלילה), יכולת לספק כמות גדולה יחסית של אנרגיה להפעלת תאורה, מאווררים, מקררים קטנים, טלוויזיה וכמובן הטענה של מכשירים סלולריים ומחשבים. ה־ PILA-1כולל 12 תאים בני החלפה, ומסוגל לספק עד 200 ואט בשיא ו־35־50 ואט באופן רציף – וזאת למשך כ־30 יום.
"הבחירה בטכנולוגיית אבץ־אוויר, בניגו לגנרטורים, למשל, מאפשרת להכניס את מקור האנרגיה אל תוך הבית, ובכך למנוע גנבות, ובמקביל לשמור על הבטיחות, השקט, וכן למנוע זיהום סביבתי".
כיצד יוכלו התושבים במדינות עולם שלישי לרכוש את ה־PILA-1?
"אנו לא מתכוונים למכור את ה־ PILA-1לתושבים במדינות מתפתחות, אלא להשכיר אותו. שיטה זו תאפשר לאוכלוסיות רחבות בעולם השלישי ליהנות מחשמל בעלות נמוכה. בשיטה זו התשלום יהיה חודשי או יומי באמצעות העברות כספים זעירות (Micro payments) שמקובלות בהודו, ואולי יהיו מקובלות בהמשך באפריקה. ייתכנו כמה מודלים, אחד מהם הוא שארגוני צדקה ישלמו על ההשכרה החודשית של היחידה, ואת התשלום על השימוש בחשמל עצמו, שהוא זעום יחסית ומתבצע על פי שימוש, ישלם כל משתמש. אך הדבר עשוי להשתנות בהתאם לתנאים בשטח ולהחלטות עסקיות של החברה. האופן שבו מתוכנן הפרויקט לעבוד הוא באמצעות שימוש בבעלי מקצוע מקומיים, שיוכשרו להשכיר את המערכות, לתקן אותן במידת הצורך ולספק סוללות אבץ חלופיות כאשר הסוללות הקיימות אוזלות. התשלום, כאמור, יתבצע בהעברות יומיות קטנות על פי הצריכה באמצעות המכשיר, שידווח לשרת מרכזי דרך תקשורת אלחוטית ואמצעי זיהוי מיקום מבוסס GPS. לכל יחידת PILA-1 יש מנגנון המזהה אותה מול השרת המרכזי והיא כוללת הגנה מפני ניסיון חבלה או פריצה. מערכת זו היא פרי ניסיון של שנים בפיתוח מערכות דומות באזורים המבודדים באפריקה, שאותו מביא עמו המפתח רולף פפסדורף".
איפה עומדת כיום Zolair ואיך אתה רואה את תחום סוללות האבץ־אוויר בעוד חמש שנים?
"Zolair נמצאת בימים אלו בתהליך גיוס כספים כדי להשיק פרויקט ראשון בדרום אפריקה ובנמיביה כפיילוט. בהמשך, המטרה היא להתפתח למדינות נוספות באפריקה ובאסיה, כולל הודו ואינדונזיה, שם חיים מאות מיליונים של אנשים ללא זמינות רציפה של חשמל. נוסף על כך, אנו שוקלים בעתיד להביא את הטכנולוגיה גם למערב, שם היא תוכל לשמש תושבים וכוחות הצלה בשעת חירום, לספק פתרון להפעלה ולהטענה של מוצרים חשמליים בשטח, בקמפינג ועוד".