מים וקיימות סביבתית במכון ויצמן

מכון ויצמן למדע הוא מוביל עולמי בקיימות סביבתית, המקדם מחקר חלוצי בטיהור מים, אנרגיה מתחדשת וטכנולוגיית אקלים. המוסד בעל השם העולמי, הממוקם ברחובות, ישראל, מגשר בעקביות על הפער בין מדע בסיסי פורץ דרך לבין יישומים תעשייתיים בעולם האמיתי. באמצעות טיפוח שיתוף פעולה רב-תחומי ואירוח מרכזי מחקר מתקדמים, המכון מתמודד עם כמה מהאתגרים האקולוגיים הקריטיים ביותר הניצבים בפני כדור הארץ במאה העשרים ואחת. גישה מקיפה זו מובלת על ידי המכון לקיימות סביבתית, המשלב מאמצים באבטחת מזון, מגוון ביולוגי, מדעי האקלים ואנרגיה ירוקה.

מורשת של חדשנות בהתפלה ובמדעי הקרומים (ממברנות)

מעמדה של ישראל כמעצמת מים עולמית חב חוב גדול למחקר היסודי שנערך במכון ויצמן במהלך העשורים האחרונים. מרכזית למורשת זו היא עבודתה של פרופסור אורה קדם, חלוצה בעלת שם עולמי במדעי הקרומים אשר הלכה לעולמה בפברואר 2026 בגיל 101. מחקרה פורץ הדרך בכימיה פיזיקלית, ובפרט בנוגע לקרומי חילוף יונים והתרמודינמיקה של מעבר מים דרך קרומי שרף פסיפס, סלל באופן ישיר את הדרך לצמיחתן של תעשיות התפלת המים המודרניות באלקטרודיאליזה ובאוסמוזה הפוכה. עבודתה הניחה את התשתית האינטלקטואלית והמדעית שאפשרה לישראל לעבור בהצלחה ממדינה של מחסור כרוני במים למדינה בעלת עודף מים.

בהתבסס על יסוד היסטורי זה, חוקרי מכון ויצמן כיום ממשיכים לחולל מהפכה בשיטות לטיהור וטיפול במים כדי להילחם באיומים אקולוגיים מתעוררים. בשנים האחרונות, תוכניות היישום והחדשנות של המכון העבירו בהצלחה תגליות סינון בקנה מידה מעבדתי לכדי פתרונות סביבתיים כדאיים מסחרית. פרויקטים אלה מתמקדים בכמה מהמזהמים העמידים ביותר במקורות המים העירוניים והתעשייתיים, ומבטיחים כי משאבי המים העולמיים יישארו נקיים, בטוחים ונגישים. באמצעות שותפויות אסטרטגיות עם חברות תשתית לאומיות ושותפים בינלאומיים, המכון מבטיח כי התובנות המדעיות שלו ישמרו באופן פעיל על בריאות הציבור ועל השלמות האקולוגית ברחבי העולם.

התפתחויות מפתח בהנדסה סביבתית ובטכנולוגיית אקלים

• פרויקט StoPFAS: בהובלת פרופסור בריאן ברקוביץ, ד"ר ישי דרור וד"ר עמרי סימן מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת, יוזמה זו פיתחה מערכת יעילה ומשתלמת ביותר לטיפול במים. באמצעות שיטות אלקטרוכימיות מתקדמות, הפרויקט מכוון בהצלחה ומפרק חומרים פר- ופוליפלואורואלקיליים (PFAS), המכונים בפי העם "כימיקלים לנצח", המהווים סיכונים ארוכי טווח חמורים לבריאות האדם ולמערכות אקולוגיות טבעיות. ביוני 2024 זכתה טכנולוגיה פורצת דרך זו בפרס היוקרתי אתגר החדשנות של מקורות, דבר המאשש את התאמתה לשילוב בתשתיות טיהור מים בקנה מידה לאומי.
• Carbonade Carbon Conversion: הוקמה כסטארט-אפ בתחום טכנולוגיות האקלים בשנת 2022 על ידי טויה שלח וד"ר עמית בורנשטיין, Carbonade מבוססת על טכנולוגיית זרזים חדשנית שפותחה על ידי פרופסור רוני נוימן מהמחלקה לכימיה מולקולרית ומדע החומרים. החברה משתמשת בתהליך אלקטרוכימי בטמפרטורה נמוכה כדי ללכוד פליטות פחמן דו-חמצני ולהמירן לפחמן חד-חמצני ירוק ומימן, ובכך לייצר גז סינתזה המשמש כחומר מוצא לדלקים בני-קיימא וכימיקלים תעשייתיים ירוקים. טכנולוגיה זו מספקת נתיב מעשי לתעשיות כבדות להפחית פליטות פחמן ולעבור לכלכלת פחמן מעגלית.
• מרכז תום ומרי בק לאנרגיה מתחדשת: כמרכז מחקר מרכזי הפועל תחת המכון לקיימות סביבתית, מרכז בק תומך במחקר מדעי בסיסי בתהליכים קטליטיים נקיים, מערכות מתקדמות לאגירת אנרגיה וסינתזה של דלקים סולאריים. מדעני המרכז מפתחים סוללות נטענות מהדור הבא בעלות צפיפות אנרגיה משופרת, לצד התקנים ביו-ננוטכנולוגיים המדמים ועולים בביצועיהם על פוטוסינתזה טבעית לייצור דלק מימן נקי. מאמצים משולבים אלה שואפים לבסס את היסודות הטכנולוגיים לרשת חשמל עצמאית ונקייה לחלוטין מפחמן.

ניתוח סוציו-אקונומי ומסחור טכנולוגיות אקלים

תרגום מחקר מדעי בסיסי ליישומים מסחריים בתחום טכנולוגיות האקלים הוא מנוע מרכזי המשפיע על חותמו הסביבתי הגלובלי של מכון ויצמן. באמצעות שימוש ביחידת היישום הייעודית שלו, BINA (Bridge Innovate Nurture Advance), לצד ידע חברה למחקר ופיתוח (הזרוע להעברת טכנולוגיות של המכון), המכון מפחית באופן שיטתי את הסיכונים הכרוכים בתגליות מדעיות בשלביהן המוקדמים. אקוסיסטם זה מבטיח כי תובנות כימיות ופיזיקליות מורכבות לא יישארו מוגבלות לכתבי עת אקדמיים, אלא יפותחו באופן פעיל למודלים עסקיים ברי-הרחבה. חברות הזנק כמו Carbonade מדגימות כיצד מוסדות אקדמיים יכולים להאיץ את צמיחתו של מגזר טכנולוגיות האקלים הפרטי, תוך יצירת מקומות עבודה בעלי ערך גבוה וקידום פיתוח כלכלי בר-קיימא.

יתרה מכך, מחויבותו של המכון לקיימות באה לידי ביטוי בפרקטיקות התפעוליות שלו ובמאמצי דה-קרבוניזציה פורצי דרך. ב-6 בינואר 2025 הודיע המוסד על מעבר מלא לקמפוס ירוק על ידי מעבר לצריכת 100% חשמל ירוק, ובכך הפך לאחד ממתקני המחקר הגדולים הראשונים בישראל שעשו זאת. על פי ההודעה הרשמית שפורסמה ב-Weizmann Wonder Wander, המכון מייצר חלק מהחשמל שלו באמצעות מתקנים סולאריים באתר – המכסים כיום כ-12% מהביקוש וצפויים להגיע ל-20% באמצעות הרחבות גגות עתידיות – בעוד הוא רוכש את היתרה מספקי אנרגיה מתחדשת חיצוניים מוסמכים. שינוי תפעולי יזום זה משמש כמעבדה חיה, המדגימה כי ניתן לשלב בהצלחה מחקר מדעי אינטנסיבי עם תקנים סביבתיים קפדניים.

חשיבות אסטרטגית לישראל ולקיימות הגלובלית

למחקר הסביבתי והטכנולוגי בתחום האקלים במכון ויצמן למדע יש חשיבות אסטרטגית עמוקה עבור ישראל והקהילה הבינלאומית הרחבה. ככל ששינויי האקלים מגבירים את הלחצים האקולוגיים ברחבי המזרח התיכון הצחיח, פריצות הדרך של מכון ויצמן בטיהור מים ובאנרגיה מתחדשת מעניקות לישראל כלים חיוניים לחוסן לאומי ולעצמאות משאבים. בזירה הגלובלית, טכנולוגיות אלו ממצבות את ישראל כיצואנית מובילה של פתרונות אקלים חיוניים, תוך טיפוח שיתוף פעולה דיפלומטי וחיזוק שותפויות בינלאומיות באמצעות קדמה מדעית משותפת. בסופו של דבר, הגישה ההוליסטית של המכון מוכיחה כי חדשנות מדעית פורצת דרך היא הכלי היעיל ביותר להבטחת עתיד בר-קיימא ומשגשג.