סמינר: תופעות מעבר בתהליכים מונעי-חשמל בנקסוס מים-אנרגיה-סביבה

דר' עמית נ. שוקרון

מכון צוקרברג לחקר המים, קמפוס שדה בוקר, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב

תקציר

שינוי האקלים משפיע על היבטים רבים בחיינו, הדורשים שינויים במשק האנרגיה, אספקה של חומרים קריטיים, וניהול ומחזור של מים. אוסף האתגרים האלה נקרא בדרך כלל נקסוס מים-אנרגיה-סביבה. אתגר משמעותי בנקסוס הוא הצורך להפסקת פליטות הפחמן הדו חמצני, אשר בתורו דורש מעבר לחשמול של תהליכים תעשייתיים רבים. תהליכים מונעי-חשמל מציעים דרך מבטיחה מפני שהם מופעלים על-ידי חשמל, ומתבססים על מגוון רחב של חומרים וארכיטקטורות, המאפשרות גמישות מרבית. המחקר בתחום מתמקד בפיתוח של חומרים חדשים, תוך מתן משקל חסר לתופעות מעבר. למרות זאת, תופעות אלה משמעותיות, למשל, מעבר חומר עשוי להגביל את פעולת המערכות ותופעות מעבר חום עשויות לגרום לבלאי מוגבר.

המצגת הזו תספק את הרקע תאורטי הדרוש על מנת לנתח ולהבין תופעות מעבר ואת תקפידם המשמעותי במגוון של תהליכים מונעי-חשמל בנקסוס המים-אנרגיה-סביבה. המצגת תתמקד בחשיבות של הבנה מעמיקה והתהליכים השולטים במערכות אלו. ראשית, אציג איך ההשפעה של תא אלקטרו-ספיגה על ה-pH יכול לשמש להסרה יעילה של בורון, צעד משמעותי בהתפלת מי-ים. לאחר מכן, המצגת תערער על ההנחה הנפוצה של שכבת גבול עומדת באלקטרודיאליזה, ותדגים את החשיבות של תיאור מפורט של מעבר החומר. לסיום, אתאר איך ממברנה ביפולרית יכולה לשמש לשינוי ושליטה של ה-pH, ולאפשר אלקטרוליזת מים יעילה עבור ייצור של מימן נקי.

על המרצה:

עמית שוקרון הוא מרצה בכיר במכון צוקרברג לחקר המים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב. הוא קיבל B.Sc., M.Sc. ו-Ph.D. מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון וערך את מחקר הפוסטדוקטורט שלו במחלקה להנדסה סביבתית באוניברסיטת ייל תחת הנחייתו של פרופ' מנחם אלימלך. המחקר של עמית מתמקד בתהליכים מונעי-חשמל על מנת לתמוך במעבר לכלכלה ותעשייתה מקיימת. באופן ספציפי, הוא מתמקד באלקטרוליזה של מים לייצור מימן נקי ותהליכי הפרדה סלקטיביים מתמיסות מימיות לצרכי התפלה, טיהור מי-שפכים ומיצוי של חומרים בעלי ערך.