דריו דקל וקבוצתו מפתחים התקנים אלקטרוכימיים המבוססים על ממברנות חילוף אניונים לעתיד ירוק יותר
פרופ' דריו דקל גילה את תשוקתו למחקר במהלך לימודי התואר השני כאשר המנחה שלו (פרופ' גידי גרדר) נתן לו נושא מחקר (וכותרת תזה) במהלך השבוע הראשון ללימודים: הכנת חומרים מוליכים על ידי טכניקת פירוליזת ריסוס. הוא סיים את לימודיו עם תזה (ומאמר) יוצאת דופן: "אני זוכר כל פרט עד היום", הוא אומר. הדוקטורט היה עבורו חוויה ייחודית. הוא מתאר את תקופת העבודה עם פרופ' חסון ופרופ' סמיאט על הפרדת ממברנה: "עבדתי יותר משנתיים כדי למצוא לעצמי נושא מקורי שאוכל להתמקד בו. בשנה השלישית שלי סוף-סוף מצאתי משהו שאף אחד לא עשה, ובתוך שנה אחת בלבד עשיתי את כל העבודה ופיתחתי מודל חדש שמסביר כיצד מתנהגות ממברנות ננופילטרציה בממסים לא מימיים". נושא זה עדיין לא היה מובן באותה עת. כמה שנים מאוחר יותר, דריו ומנחיו גילו שעבודתו החלוצית חשפה תחום חדש לגמרי והבנה חדשה שמדענים משתמשים בה עד היום.
לפרופ' דקל ניסיון של למעלה מ-25 שנה בתעשייה. הוא התחיל תואר ראשון בארגנטינה – תואר ראשון בהנדסה כימית הנמשך 6 שנים – עם רקע חזק מאוד בכימיה. כדי לשלם על לימודיו החל לעבוד במשרה מלאה במעבדות הכימיות של מבשלה גדולה לפני הסמסטר הראשון, והמשיך בה 9 שעות ביום במקביל ללימודיו. מצד אחד, עבודה במשרה מלאה דורשת הרבה מאמץ וזמן, דבר המקשה מאוד על הריכוז בלימודים. מצד שני, "אני עובד במפעל כימי (מבשלת בירה), אז כל מה שלמדתי הוצאתי לפועל במקביל בעבודה שלי", אומר דריו. הניסיון הזה עיצב את דריו כמהנדס, ובנוסף הוא הצליח לשמור על ציונים מצויינים, וסיים עם הממוצע ה-3 הטוב ביותר בכל האוניברסיטה (מכל המחלקות).
לאחר שעבד במבשלה שנה נוספת כדי לחסוך קצת כסף, דריו עלה לישראל. "ברגע שעליתי לארץ, לקח לי שנה ללמוד עברית ואז התחלתי לעבוד במפעל כימי בקיבוץ בייצור כימיקלים משובחים לארומה (ניחוחות) ולתעשיית המזון". הוא עבד במשמרות לילה במקביל לתואר השני בטכניון. “בקיבוץ למדתי על המערכת היחידה בהנדסה כימית שלא עבדתי עליה במבשלה – מערכת זיקוק. כשהתחלתי את הדוקטורט, כבר היו לי 9 שנות ניסיון בתעשיית הכימיה והמזון, לאחר ששלטתי בכל יחידות ההנדסה הכימית שלמדנו עליהן במהלך התואר הראשון". במהלך הדוקטורט שלו, מלבד הפסקה של 4 חודשים לשרת בצה"ל לאחר העלייה, היה לפרופ' דקל ניסיון נוסף של ארבע שנים בעבודה עם ממברנות, תהליכי הפרדת ממברנות, פולימרים, סינתזה ותהליכים נלווים.
לאחר הדוקטורט הוענקה לדריו מלגת קציר היוקרתית, אשר מקורה בשנות ה-2000 לגיוס חוקרים נבחרים לתעשיית הביטחון הישראלית. הוא קיבל הצעה מרפאל, וגויס לחקור ולפתח סוללות תרמיות, "נושא שהיה חדש לחלוטין עבורי". במהלך שנות עבודתו הראשונות ברפאל, דריו הפך למומחה בתחומים רבים, כולל עיבוד אבקה, מלחים מותכים, אלקטרוכימיה, סוללות, חומרים קרמיים, חומרים פירוטכניים, אלקטרודות, מפרידים ועוד רבים אחרים. והכי חשוב, "הפכתי לאחד המובילים בעולם בתחום הסוללות התרמיות. הודות להמצאות רבות שפיתחתי בנושא סוללות וחומרים בכלל, למדתי על עולם הקניין הרוחני והפטנטים. ברפאל כתבתי יותר מ-10 פטנטים – רבים מהם משמשים כיום בישראל למערכות קריטיות (למשל, רקטת כיפת ברזל הידועה שמגינה עלינו כוללת סוללה תרמית המבוססת על טכנולוגיית מתכת-ליתיום מיוחדת שפיתחתי במסגרת הפטנט הראשון שלי במהלך השנה השנייה שלי ברפאל).
בעודו מוביל חוקרים ומהנדסים רב-תחומיים לתכנון, פיתוח וייצור של סוללות באיכות גבוהה, דריו שלט בהנדסת מכונות, עיצוב מוצר, תהליכי גמלון, הנדסת תהליכים לייצור, תהליכי בקרת איכות ועוד תחומים רבים נוספים שלא כולם נלמדים במהלך הלימודים בהנדסה כימית, אבל הם משלימים אותנו ומעצבים את הידע שלנו. לאחר 3 שנים הפך למנהל מו"פ, ולאחר 3 שנים נוספות הפך למנהל מחלקת האנרגיה ברפאל, אחראי על כ-100 עובדים. "מלבד מיומנויות ניהול, למדתי המון בתחום העסקים, חוזים, תקציבים ומשאבי אנוש. ו… הרבה פסיכולוגיה גם בתחום ההתנהגות האנושית. זה נתן לי את כל מה שהייתי צריך כדי לצאת ולהקים חברת סטארטאפ משלי". באמצע ה-MBA שלו בטכניון, יחד עם שני עמיתים, דריו הקים חברת סטארטאפ שהייתה החברה הראשונה בעולם שהחלה לפתח ולמסחר טכנולוגיה חדשה של תאי דלק, שהם כינו Anion-Exchange Membrane Fuel Cells (ובראשי תיבות: AEMFCs). "הפכתי לחלוץ הטכנולוגיה הזו בעולם, ועם זה, למומחה העולמי בטכנולוגיה. במהלך שנות הניסיון שלי בהובלת סטארטאפ, למדתי רבות על פיתוח עסקי, הון-סיכון, גיוס מימון, שיתוף פעולה עם העולם (אקדמיה ותעשייה), תוכניות עסקיות, פיתוח מעבדות ותרבות סטארטאפים. לאחר שמכרנו את החברה, הצטרפתי לטכניון והתחלתי שלב חדש במעבדה שלי, עם ניסיון אקדמי. לעולם האקדמיה אני מביא את כל 25+ שנות הניסיון התעשייתי שלי בתחומים רבים, בעבודה עם צוותים רב תחומיים, וזה נותן לי (ולצוות שלי), יתרון יוצא דופן”.
קבוצת המחקר של פרופ' דקל במחלקה להנדסה כימית בטכניון מתמקדת בהתקנים אלקטרוכימיים המבוססים על ממברנות חילופי אניונים. "באופן ספציפי, אנו מפתחים תאי דלק חדישים, אלקטרוליזרים וסוללות זרימת-חיזור (Redox-Flow Batteries). יחד עם אנרגיה מתחדשת, פריצות דרך אלו מקדמות אותנו לעבר עתיד האנרגיה הירוקה, שתציל את כדור הארץ מהרס עצמי עקב שינויי אקלים".
אנו זקוקים לתאי דלק וסוללות בחיינו. בעוד כחמש שנים, יהיו לנו מכשירים גדולים שזקוקים להספק ואנרגיה גבוהים, החל מרכבים חשמליים ואוטונומיים ועד רובוטים אוטונומיים ברחובות, באוויר ובפנים במסעדות, חנויות ובתים המשרתים, מכינים אוכל, מנקים, מתקנים, ומטפלים באנשים הזקוקים לסיוע. כל היחידות האוטונומיות החדשות הללו דורשות צפיפות אנרגיה גבוהה מתאי דלק כדי לעבוד באופן עצמאי במשך חודשים ללא טעינה.
פרופ' דקל הוא חלוץ הטכנולוגיה הזו של AEMFCs, ולכן אוניברסיטאות וחוקרים רבים משתפים פעולה איתו ועם קבוצתו. "זה מאפשר לנו להמשיך להוביל ובעיקר מאפשר לסטודנטים שלי לקבל הזדמנות לשתף פעולה ולעבוד עם אוניברסיטאות וחברות מובילות רבות ממדינות שונות. זה מעניק להם חוויה יוצאת דופן לא רק בתחומי המחקר והפיתוח אלא גם בהובלת שיתופי פעולה וניהול פרויקטים, ובו בזמן ללטש את כישוריהם האקדמיים, העסקיים והשפה בעל פה ובכתב".
קבוצתו של פרופ' דקל מובילה את הטכנולוגיה הזו בעולם, עם חידושים ופריצות דרך רבות במספר תחומים. הם פיתחו את המודל הכמותי הראשון (ועדיין היחיד) שיכול לחזות את משך החיים של תאי הדלק מהסוג הזה. יש לכך חשיבות קריטית בשטח, מכיוון שהוא עוזר לתכנן תאי דלק, להבין את פעולת התא, ולהגביר את יעילות התא על ידי שינוי תנאי ההפעלה כך שהתא יוכל לעבוד מספיק זמן כדי להפעיל, למשל, מכונית, אוטובוס או אפילו רכבת. הם גם היו הראשונים להבין, להוכיח ולהסביר את מנגנון הפירוק העיקרי של פולימרים וממברנות AEMFC במהלך פעולת תאי הדלק. פריצת דרך זו אפשרה לכימאים של פולימרים לתכנן ולסנתז פולימרים וממברנות יציבים עבור טכנולוגיה זו. קבוצתו של פרופ' דקל מפתחת בימים אלו תהליך חדש להפרדת חמצן מאוויר שישנה את תעשיית ייצור החמצן לחלוטין. זה עשוי לשמש כמחולל חמצן נייד קטן שכולנו יכולים להשתמש בו למשל בבית לטיפול רפואי. הקבוצה של דקל פיתחה גם את הקבוצות הכימיות הפונקציונליות היציבות ביותר העומדות בסביבת תא הדלק במהלך פעולתו. על החומרים החדשים האלו דריו רשם פטנט והוא נמצא כעת בתהליך של הקמת חברת סטארטאפ חדשה המבוססת על ההמצאות הללו.
לסטודנטים לתואר ראשון המתעניינים בתחום האנרגיה, דריו מציע בחום ללמוד את כל הקורסים האפשריים שדוחקים בהם לחשוב מחוץ לקופסה: "אם כולנו נוכל ללמוד לחשוב באופן שונה, נוכל תמיד ללמוד את שנושאים הספציפיים שנזדקק להם מאוחר יותר." הוא מוסיף, "תתעלמו מכל מי שאומר לכם ש'אתם לא יכולים', 'זה בלתי אפשרי', 'כבר עשיתי את זה והרעיון הזה לא עובד' וכו'. לכו ותעשו. לכו ותנסו. לכו ותשנו. זה תמיד בלתי אפשרי… עד שזה נעשה."