stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
כביש 232
תוואי הכביש

מהמפגש עם כביש 10 ומעבר הגבול כרם שלום בצפון חולות חלוצה, הכביש עובר בכיוון צפון־מזרח בסמוך ליישובי חבל שלום ובתחומי מועצה אזורית אשכול וממשיך בתחומי המועצות האזוריות שדות נגב ושער הנגב, שם הוא נפגש בצומת סעד עם כביש 25 ובצומת שער הנגב עם כביש 34. לאחר מכן הכביש ממשיך לכיוון צפון־מזרח, נכנס למזרח העיר שדרות וממשיך בתחומי המועצות האזוריות שער הנגב וחוף אשקלון. הכביש ממשיך לכיוון צפון־מערב דרך צומת גבעתי שעל כביש 35 וצומת הודיה שעל כביש 3 (מקטע זה מכונה בר מצווה, בגלל 13 הסיבובים שבו) עד נקודת הסיום שלו בצומת אשכולות שעל כביש 4.
היסטוריה

חלקו הצפוני של הכביש (מניצנים עד לאזור ניר עם) נסלל בתקופת המנדט הבריטי. הכביש היה הציר מרכזי ליישובי הנגב ועל השליטה עליו ניטשו קרבות במהלך מלחמת העצמאות. חלקו הדרומי של הכביש נסלל בשנת 1951 כדי לחבר את יישובי הנגב המערבי: בארי, מגן, תל רעים, כיסופים, עין השלושה, נירים ויישובי מועצה אזורית מרחבים בכביש אורך. הכביש נמשך בסלילתו עד כביש הרעב בדרום. בשנים 1954–1955 הוארך הכביש עד ניר יצחק ובשנת 1959 הוארך הכביש מניר יצחק ועד כרם שלום.
לאחר מלחמת ששת הימים נסלל בהמשך הכביש ליד כרם שלום כביש באורך כ-6 קילומטר שהתחבר לכביש החוף בסיני. כביש זה שימש את התנועה הישראלית לסיני בסוף 1969, כאשר בעקבות פיגועים רבים נחסם כביש 4 ברצועת עזה לתנועה אזרחית ישראלית. בעקבות זאת, הרחיב מע"ץ את הכביש.
באמצע שנות ה-80 נסלל כביש 10 וכן נסלל חיבור מהכביש, ליד סופה, אל רצועת עזה לכיוון מורג וגוש קטיף, (קטע הכביש נקרא גם ציר כיסופים והיווה חלק מכביש 242), אולם השימוש בו היה יחסית מועט בגלל ריחוקו ממרכזי האוכלוסייה בישראל. ביולי 1991 נחנך המשך כביש 242 מכיסופים לכביש 4 ורוב התנועה לגוש קטיף עברה לכביש 232 וממנו לכביש 242, במיוחד לאחר הקמת הרשות הפלסטינית והעברת השלטון ברצועת עזה אליה. לאחר סגירת מעבר קרני ומעבר ארז, כלל המשאיות הנושאות סחורה המיועדת לרצועת עזה מופנות למעבר כרם שלום, דבר אשר יצר עומסי תנועה כבדים בכביש ועורר מחאה מצד תושבי חבל אשכול.
בשנים 2005–2019 נהרגו בכביש 44 אנשים בתאונות דרכים. בשנת 2014 החליטה הממשלה להרחיב את הכביש לדו נתיבי, ובשנת 2019 החלו העבודות במסגרתן שודרגו 8.5 קילומטרים, כולל הסדרת צמתים וחידוש הכביש לכל אורכו. נכון ל-2024 הכביש כולל שני קטעים דו נתיביים: מצומת גבולות ועד צומת מעון, ומכפר עזה ועד לצומת שער הנגב.
ב-7 באוקטובר 2023 כחלק ממתקפת הפתע, השתלטו מחבלי חמאס על חלקים מהציר למשך מספר שעות, נעו על הציר וביצעו טבח במשתמשי הדרך.
צמתים לאורך הכביש

| ק"מ | שם | צומת | מיקום | דרכים מצטלבות |
| --- | --- | --- | --- | --- |
כביש 232 מדרום לצפון
| 0 | צומת ליד כרם שלום |  | כרם שלום |  כביש 10  - סגור, גישה אל מסוף כרם שלום  - סגור |
| 2 | צומת ללא שם |  | כרם שלום | כניסה לכרם שלום |
| 6 | צומת אבשלום |  | חבל שלום |  כביש 2211 |
| 7 | צומת חולית |  | קיבוץ חולית |  כביש 240 |
| 9.5 | צומת ללא שם |  | ניר יצחק | כניסה לניר יצחק |
| 14.2 | צומת מבטחים |  | מושב מבטחים |  כביש 2310 |
| 17.5 | צומת גבולות |  | עין הבשור |  כביש 222 |
| 18.5 | צומת ללא שם |  | עין הבשור | כניסה לעין הבשור |
| 20 | צומת מגן |  | מגן | כניסה למפעלי חבל מעון ולקיבוץ מגן |
| 21 | צומת ללא שם |  | מגן | כניסה לקריית החינוך ולמנהלת המועצה האזורית אשכול |
| 22.5 | צומת מעון |  | מגן |  כביש 241,  כביש 2410 |
| 30 | צומת גמה |  | רעים |  כביש 242 |
| 31 | צומת רעים |  | רעים |  כביש 234 |
| 31.5 | צומת ללא שם |  | רעים | כניסה לרעים |
| 37.5 | צומת ללא שם |  | כניסה לבארי | קיבוץ בארי |
| 40.5 | צומת ללא שם |  | כניסה לעלומים | קיבוץ עלומים |
| 43 | צומת סעד מזרח (שם לא רשמי) |  | סעד |  כביש 25 |
| 44 | צומת סעד |  | סעד |  כביש 25 |
| 44.4 | צומת ללא שם |  | סעד | כניסה לסעד |
| 44.7 | צומת ללא שם |  | כפר עזה | כניסה לכפר עזה |
| 49 | צומת ללא שם |  | מפלסים | כביש גישה לניר עם |
| 49.5 | צומת ללא שם |  | מפלסים | מפלסים |
| 52 | צומת שער הנגב |  | גבים |  כביש 34 |
| 52.5 | צומת ללא שם |  | גבים | כביש גישה למכללת ספיר וגבים |
| 53.2 | צומת ללא שם |  | גבים | כביש גישה למכללת ספיר, גבים ופארק תעשיות "ספירים" |
| 53.3 | צומת ללא שם |  | מועצה אזורית שער הנגב | כביש גישה למועצה אזורית שער הנגב |
| 53.7 | צומת ללא שם |  | שדרות | רחוב הבנים |
| 54.6 | צומת ללא שם |  | שדרות | רחוב קהילת מילאנו, דרך מנחם בגין |
| 55.4 | צומת דורות (צומת איבים) |  | שדרות |  כביש 334 |
| 55.7 | צומת ללא שם |  | איבים | כניסה לאיבים |
| 59 | צומת ללא שם |  | אור הנר | כניסה לאור הנר |
| 59.3 | צומת ללא שם |  | ברור חיל | כניסה לברור חיל |
| 61 | צומת חלץ |  | חלץ |  כביש 352 |
| 68.5 | צומת ללא שם |  | כוכב מיכאל | רחוב הצבר |
| 70.5 | צומת גבעתי |  | שדה יואב |  כביש 35 |
| 74.5 | צומת הודיה |  | הודיה |  כביש 3 |
| 79.5 | צומת ללא שם |  | ניצנים | כניסה לניצנים |
| 80 | צומת אשכולות |  | ניצנים |  כביש 4 |
ראו גם

כבישי ישראל
כביש הבקעה
הערות שוליים

↑  https://carsforum.co.il/topic/177689-המלצה-חמה-וטרייה-על-כביש-טוב-כביש-לי-און-לוזית-גת/
↑  שבתי קפלן, הנגב חוגר כבישים, על המשמר, 6 באוגוסט 1951
↑  כבישים חדשים בנגב, הצופה, 11 בינואר 1955
↑  ישעיהו אביעם, ממול סיירו חיילי האו"ם, מעריב, 21 באוקטובר 1959
↑  מנחם תלמי, הכביש אל פיתחת רפיח, מעריב, 6 בספטמבר 1968
↑  מנחם תלמי, הנתיב העובר בכרם שלום, מעריב, 8 באוגוסט 1969
↑  200 מיליון לירות יושקעו בפיתוח כבישים בארץ, דבר, 19 בדצמבר 1969
↑  נילי פרידלנדר, אל החוף הדרומי, מעריב, 24 באוקטובר 1986
↑  רועי רובינשטיין, התקציב לשדרוג כביש הדמים אזל - עוד שני נוסעים שילמו את המחיר, באתר ynet, 17 באוקטובר 2019
| --- | --- |
בקרת זהויות :  NLI: 987012737164805171
איכות אלומת לייזר

בתחום הלייזרים, איכות אלומת הלייזר מתבטאת במאפיין או פרמטר מספרי הקובע את האופן בו מתפשטת אלומת הלייזר במרחב. במילים אחרות, איכות האלומה קובעת מה יהיה קוטר האלומה לאחר שתתקדם מרחק מסוים, ולאיזה קוטר ניתן למקד את האלומה בעזרת עדשה.
זיגמן היה הראשון שהציע לאפיין את איכות אלומת לייזר על ידי פרמטר הניתן למדידה ואינו תלוי באורך הגל, כך שהוא מאפשר השוואה בין אלומות לייזר שונות.  הפרמטר נקרא M2 (אם בריבוע), והוא קשור קשר הדוק למונח מכפלת האלומה. בעוד שפרמטר M2 אינו מפרט את המאפיינים המרחביים של האלומה, הוא מצביע עד כמה האלומה קרובה להיות קרן גאוסיאנית במצב בסיסי. כמו כן, הפרמטר קובע את גודל האלומה במוקד עבור אלומות פשוטות או רגילות. M2 יכול גם לתת מדד לעיוותי קרניים כתוצאה, למשל, מעדשתיות תרמית בתוך התווך הפעיל של מגבר לייזר.
יש כמה מגבלות לפרמטר M 2 כערך איכות פשוט. קשה למדוד את הפרמטר במדויק וגורמים כמו רעשי רקע יכולים ליצור טעויות גדולות ב- M2. לאלומות שעיקר עוצמתן אינו במרכז האלומה אלא בקצותיה יש M2 גדול הרבה יותר ממה שניתן היה לצפות בתיאוריה. בנוסף, לאלומה אידיאלית שהחתך שלה דמוי מגבעת יש M2 אינסופי, בעוד שמעשית כל אלומה דמוית מגבעת שניתנת למימוש פיזי אינה מתנהגת כאילו פרמטר ה-M2 הוא אינסופי. עבור קרן Bessel טהורה, אי אפשר אפילו לחשב את M2.
ההגדרה של "איכות" תלויה גם ביישום. בעוד שקרן גאוסית (M2 קרוב לאחד) היא מיטבית ליישומים רבים, ליישומים אחרים נדרשת חלוקה אחידה של עוצמה דמוית מגבעת. דוגמה לכך היא ניתוח לייזר.
הספק בתוך דלי ויחס Strehl הם שני ניסיונות נוספים להגדרת איכות האלומה. בשתי השיטות הללו משתמשים במד חתך אלומת לייזר כדי למדוד כמה הספק או אנרגיה מועברים על פני השטח הנבדק. אין המרה פשוטה בין M2, הספק בתוך דלי, ויחס Strehl.
הגדרת M 2
הגדרת M2

המשוואה עבור התבדרות אלומה גאוסיאנית TEM00 המתקדמת במרחב החופשי ללא מיקוד נתונה ע"י
כאשר D 00 הוא הקוטר של מותן האלומה במקום בו האלומה מקבילה, Θ 00 היא הזווית המלאה של ההתבדרות ו- λ הוא אורך הגל. אלומה מסדר גבוה יותר או אלומה רבת אופנים המכילה מספר סדרים מתחילה ממותן אלומה D 0 וזווית פתיחה מליאה Θ 0 ,וההתבדרות נשלטת על ידי המשוואה הבאה:
M2 גדול מ -1 ומכונה " יחס התפשטות אלומה" בתקן ISO 11146. כאשר ממקדים אלומת לייזר גאוסיאנית, קוטר הכתם במוקד נתון על ידי
כאשר d 00 הוא קוטר האלומה במוקד, f הוא אורך המוקד של עדשת המיקוד, ו- D 00 הוא המותן של אלומת הכניסה המוצב אורך מוקד אחד מהעדשה כפי שמוצג באיור. לעומת זאת, באלומה רבת אופנים מתקיים במוקד
מדידת M2

תקן ISO / DIS 11146 קובע כי יש לחשב את M2 מסדרת מדידות כפי שמוצג באיור שלהלן. M2 נמדד על אלומות אמיתיות על ידי מיקוד האלומה בעזרת עדשה ומדידת מאפייני מותן האלומה בתלות במרחק. ניתן לבצע מדידות אלה באמצעות מאפיין חתך אלומת לייזר.  המדידות המרובות מבטיחות שנמצא קוטר האלומה המזערי ומאפשרות "התאמת עקומה" המשפרת את דיוק החישוב על ידי צמצום שגיאת המדידה.
הערות שוליים

↑  Siegman, Anthony E. (5 בפברואר 1993). "Defining, measuring, and optimizing laser beam quality". Proc. SPIE 1868, Laser Resonators and Coherent Optics: Modeling, Technology, and Applications. doi:10.1117/12.150601. {{cite web}}:  (עזרה)
↑  Siegman, A. E. (באוקטובר 1997). How to (Maybe) Measure Laser Beam Quality. {{cite book}}:  (עזרה) Tutorial presentation at the Optical Society of America Annual Meeting, Long Beach, California
↑  Borghi, R.; Santarsiero, M. (1 במרץ 1997). "M2 factor of Bessel–Gauss beams" (PDF). Optics Letters. Bibcode:1997OptL...22..262B. doi:10.1364/ol.22.000262. {{cite web}}:  (עזרה)
↑  Fry, Constance L.; Faulkner., Alan R. (eds.). Current Concepts in Aesthetic and Reconstructive Oculoplastic Surgery,.
1 2  ארגון ISO, תקן אפיון אלומה, ‏29.4.2020
↑  G. Langer et al., A webcam in Bayer-mode as a light beam profiler for the near infra-red, Optics and Lasers in Engineering 51 (2013) 571–575
עמדות מדידה להשגת M 2
הפקת מימן

דימוי ויזואלי של מולקולת מימן (H₂) המוצגת בצבע כחול, מוקפת בסימני טביעות פחמן שחורות, המסמלות פליטות פחמן דו-חמצני (CO₂).
הפקת מימן הוא תחום מפתח בתחום האנרגיה הירוקה, בעל פוטנציאל לשמש תחליף לדלקים מאובנים כמקור אנרגיה נקי. כאשר מימן מופעל בתאי דלק, הוא מייצר אנרגיה חשמלית בתהליך בו מים הם התוצר היחיד, וכתוצאה מכך השפעתו הפחמנית בשלב השימוש נחשבת זניחה. עם זאת, תהליך הפקת המימן עצמו עשוי לכלול פליטות פחמן, בהתאם לשיטת ההפקה, דבר שמדגיש את הצורך להבחין בין השיטות השונות ולהעריך את השפעתן על מאזן הפחמן העולמי. כיום, כ־95% מהמימן בעולם מופק בשיטת רפורמינג במים-מתאן, תהליך המייצר כמויות משמעותיות של פחמן דו־חמצני. לעומת זאת, מימן ירוק, המופק ממקורות אנרגיה מתחדשים, נחשב לפתרון בעל פליטות נמוכות יותר, אך עלויותיו הגבוהות וזמינותו המוגבלת ביישומים מסחריים מגבילים את השימוש בו. בנוסף, שיטות חדשניות כגון פירוליזה של מתאן נתפסות כמבטיחות בשל פוטנציאל הפחתת הפליטות, אך הן נתונות למחלוקות בנוגע ליעילותן ולעלויותיהן, וטרם הגיעו לשלב מסחרי נרחב.
נכון לשנת 2023, פחות מ־1% מייצור המימן הייעודי הוא דל-פחמן, כלומר מימן כחול, מימן ירוק, ומימן המיוצר מביומסה.
בשנת 2020, יוצרו ברחבי העולם כ־87 מיליון טון מימן לשימושים שונים, כגון זיקוק נפט, ייצור אמוניה באמצעות תהליך הבר-בוש, וייצור מתנול על ידי חיזור של פחמן חד־חמצני. שוק ייצור המימן הגלובלי הוערך בכ־155 מיליארד דולר בשנת 2022, וצפוי לצמוח בקצב צמיחה שנתי מצטבר (CAGR) של 9.3% בין השנים 2023 ל־2030.
רקע

מימן הוא יסוד כימי וגז דליק בעל חשיבות רבה בתעשייה ובאנרגיה. אף על פי שמימן אינו מקור אנרגיה ראשוני (כלומר, הוא אינו מצוי חופשי בכמויות משמעותיות בטבע), הוא משמש כנושא אנרגיה יעיל: ניתן להפיק אנרגיה רבה משריפתו או מהגבתו בחמצן, ותוצר הלוואי היחיד הוא מים. תכונותיו הופכות אותו לדלק נקי פוטנציאלי ולאבן בניין בתעשייה הכימית. מדי שנה מיוצרים עשרות מיליוני טונות של מימן לצרכים שונים – לפי סוכנות האנרגיה הבינלאומית, בשנת 2018 הייצור העולמי של מימן טהור עמד על כ־74 מיליון טונות, כאשר כ־38 מיליון טון שימשו בזיקוק נפט וכ־32 מיליון טון שימשו לייצור אמוניה בתהליך הבר-בוש. כמו כן, מיליוני טונות של מימן נצרכים כתערובת עם גזים אחרים (למשל בסינתזת מתנול ובתהליכי הפקת פלדה). המימן משמש כחומר גלם מרכזי בתעשייה הפטרוכימית (למשל בהסרת גופרית מבנזין ובייצור דשנים), וכמו כן כדלק בתאי דלק לייצור חשמל ובהנעת כלי רכב חשמליים מבוססי תאי דלק. הוא אף מנוצל כדלק רקטות וכאמצעי לאגירת אנרגיה ממקורות מתחדשים.
שיטות הפקת מימן

קיימות שיטות מגוונות להפקת מימן, הנבדלות במקור חומרי הגלם ובתהליכים הפיזיקליים-כימיים. באופן כללי, ניתן לחלקן לתהליכים תרמוכימיים (המבוססים על חום ותגובות כימיות), תהליכי אלקטרוליזה (פירוק מים בחשמל), תהליכי פוטוליזה ישירה בהשפעת אור, ותהליכים ביולוגיים. כל שיטה מאופיינת ביתרונות, בחסרונות ובמידת בשלות טכנולוגית שונה.
שיטות הפקת מימן > רפורמציה של מתאן עם קיטור (SMR)

רפורמציה בקיטור של מתאן (SMR) (אנ') היא השיטה הנפוצה ביותר כיום לייצור מימן. בתהליך זה, מחממים גז טבעי (שעיקרו מתאן,  {\ce {CH4}}) עם קיטור בלחץ ובטמפרטורה גבוהים בנוכחות זרז, ובכך גורמים לפירוק המתאן למימן ולפחמן חד־חמצני. תגובת האתחול היא:
{\ce {CH4 + H2O -> CO + 3H2}}
לאחריה מתבצעת תגובת Shift (אנ') בה הפחמן החד־חמצני מגיב עם מים ליצירת מימן נוסף ופחמן דו־חמצני:
{\ce {CO + H2O -> CO2 + H2}}
גז התוצר העיקרי הוא מימן, שמופרד מטווח הגזים (לרוב בעזרת ספיחה בלחץ – PSA – לסילוק הפחמן הדו־חמצני ותוצרי לוואי אחרים). תהליך ה־SMR מתבצע בטמפרטורות של כ־700–1,000 מעלות צלזיוס ובלחץ של עשרות בר, תוך שימוש בזרזים על בסיס ניקל. לעיתים קרובות נשרף חלק מהגז הטבעי כדי לספק את החום הגבוה הדרוש לתהליך.
הרפורמציה בקיטור היא טכנולוגיה ותיקה ומבוססת, עם תשתית תעשייתית מפותחת וניסיון מצטבר רב. עלות הייצור באמצעות SMR נמוכה יחסית בהשוואה לשיטות אחרות – בין השאר בזכות המחיר הנמוך של גז טבעי והיקפי הייצור הגדולים. למשל, בארצות הברית עלות ייצור קילוגרם מימן ב־SMR (ללא לכידת פחמן) הוערכה סביב 1.0$–1.5$ בלבד.
החיסרון המרכזי של SMR הוא הסתמכותו על דלק מאובנים (גז טבעי) ופליטת כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני בתהליך. לפי אומדנים, הפקת קילוגרם מימן באמצעות SMR גוררת פליטה ישירה של בערך 9 קילוגרם פחמן דו־חמצני שקול (ללא אמצעי לכידה) – נתון ההופך את "המימן האפור" למקור פליטות משמעותי (כ־900 מיליון טון פחמן דו-חמצני בשנה בעולם). בנוסף, יעילות הניצול האנרגטי אינה גבוהה: חלק ממתקן ה־SMR נדרש לשריפת גז ליצירת החום, דבר שמבזבז נתח מתכולת האנרגיה של חומר הגלם. לבסוף, שוק הגז הטבעי התנודתי משפיע על עלויות הייצור. קיימות וריאציות המשפרות היבטים מסוימים, כגון רפורמציה אוטותרמית (ATR) או חמצון חלקי (POX) של מתאן, וכן שילוב לכידת פחמן לייצור "מימן כחול" המפחית את הפליטות, אולם אלו מוסיפים למורכבות ולעלות.
שיטות הפקת מימן > אלקטרוליזה של מים

אלקטרוליזה של מים היא שיטה מבוססת לפירוק כימי של מים למרכיביהם – מימן וחמצן – באמצעות זרם חשמלי. בתהליך זה מזרימים זרם דרך תמיסה מימית או ממברנה ייעודית (בתא אלקטרוליטי), וכתוצאה מהתגובה החשמלית-כימית מתפתחים גזי מימן (בקתודה) וחמצן (באנודה):
{\ce {2H2 + O2 ->[E] 2H2O}}
תהליך האלקטרוליזה היה אחד היישומים הראשונים להפקת מימן כבר במאה ה־19, אך הוא דורש השקעת אנרגיה חשמלית משמעותית. אם מקור החשמל הוא רשת החשמל הרגילה (המבוססת בחלקה על דלק מאובנים), אזי גם למימן המופק נלווית טביעת רגל פחמנית. לעומת זאת, כאשר האלקטרוליזה מונעת בחשמל ממקורות מתחדשים (שמש, רוח, מים וכו'), המימן המתקבל מכונה "מימן ירוק" והוא נקי מפליטות בפועל.
ישנם סוגי טכנולוגיות אלקטרוליזה שונים, ביניהם תא אלקלי (ALK) ותא עם ממברנת חילוף פרוטונים (PEM), ונמצאים בפיתוח גם אלקטרולייזרים בטמפרטורה גבוהה (SOEC) היכולים לשפר את יעילות התהליך.
אלקטרוליזה מאפשרת ייצור מימן נקי לחלוטין מפליטות כאשר היא מנוצלת עם אנרגיה מתחדשת. השיטה גמישה מאוד – ניתן להפעיל ולכבות מערכי אלקטרוליזה במהירות, דבר המאפשר לקלוט חשמל ממקורות מתחדשים משתנים בהתאם לזמינות (למשל, ניצול חשמל סולארי עודף בצהריים להפקת מימן). גמישות זו תומכת באיזון רשת החשמל ובאגירת אנרגיה עודפת בצורה כימית של מימן. בנוסף, אלקטרוליזה אינה תלויה בדלק מאובן ומתאימה למדינות המעוניינות להסתמך על מקורות אנרגיה מתחדשים מקומיים ייצור דלק עתיר אנרגיה.
החיסרון העיקרי הוא העלות הגבוהה של ייצור מימן באלקטרוליזה כיום. עלות החשמל, לצד מחיר האלקטרולייזרים וטכנולוגיות ההספק הנלוות, הופכים את ה"מימן הירוק" ליקר פי 2–7 בהשוואה לייצור מימן מגז טבעי ללא לכידת פחמן. התהליך גם אינו יעיל ב־100% מבחינה אנרגטית – יש הפסדי אנרגיה בהמרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית (יעילות אלקטרוליזר טיפוסי היא 60%–80%). כאשר משווים שרשרת הסבת אנרגיה חשמלית למימן ובחזרה לחשמל (למשל טעינת חשמל → אלקטרוליזה למימן → צריבה או תא דלק לחשמל), הנצילות הכוללת יכולה לרדת לכ־30%–40% בלבד. מעבר לכך, התלות בזמינות מקורות מתחדשים מהווה אתגר: ייצור המימן תלוי בתנאי מזג האוויר (רוח, שמש), אלא אם כן קיימת רשת חשמל יציבה או אגירה מספקת. לבסוף, קיים צורך בהשקעה ראשונית גבוהה בתשתיות אלקטרוליזה והולכת חשמל עבור ייצור מסחרי רחב-היקף.
שיטות הפקת מימן > פירוק פוטוכימי (פוטוליזה)

פוטוליזה של מים היא שיטה להפקת מימן באמצעות האנרגיה של קרינה אלקטרומגנטית (הפוטונים באור) לפירוק ישיר של מולקולות מים. באופן תאורטי, כאשר מולקולת מים בולעת פוטון באנרגיה מספקת (מעל 285 קילוג'ול למול, המתאים לאור בתחום על־סגול עמוק, סביב 190 ננומטר) היא יכולה להתפרק למימן וחמצן. עם זאת, פירוק פוטוכימי טהור של מים דורש אנרגיות גבוהות או זרזים ייחודיים, שכן רוב הפוטונים באור השמש אינם באנרגיה כה גבוהה.
בהקשר מעשי יותר, פוטוקטליזה היא הטכנולוגיה הנחקרת לפירוק מים באמצעות אור שמש: שימוש במוליכים למחצה (כמו תחמוצת טיטניום –  {\ce {TiO2}}, תחמוצות אבץ או קדמיום וכדומה) הקולטים אור ויוצרים זוגות אלקטרון-חור המעודדים תגובות הפירוק של מים. במערכות אלו, האור (לרוב על-סגול או אור נראה בעל אנרגיה גבוהה) מאפשר הפקת מימן וחמצן על פני שטח הזרז. אחת התגליות הראשונות בתחום הייתה אפקט הונדה-פוג'ישימה (1972) (אנ') שהדגים פוטוקטליזה עם  {\ce {TiO2}} וקרינת UV לפיצול מים. מאז פותחו חומרים רבים הרגישים יותר לאור הנראה, ונעשים מאמצים להעלות את נצילות הפוטוקטליזה. שיטה קרובה היא תאים פוטו-אלקטרוכימיים (PEC) שבהם אלקטרודה סולארית מבצעת את פירוק המים תחת הארה, שילוב של תא שמש ותא אלקטרוליטי.
לפוטוליזה ופוטוקטליזה יש פוטנציאל לייצר מימן באופן נקי וישיר מאור השמש ללא שלבי ביניים של ייצור חשמל. מקור האנרגיה – אור שמש – שופע, מתחדש וחינמי. אם יפותחו חומרים ותגובות יעילים, ניתן יהיה לייצר מימן באופן מבוזר ופשוט יחסית רק באמצעות קולטי שמש כימיים, ללא צורך בתשתיות חשמליות נרחבות. השיטה תאורטית יכולה להשיג ייצור מימן עם טביעת רגל אקולוגית מזערית, שכן לא נעשה שימוש בדלקים ואפילו לא בחשמל מרשת החשמל.
הטכנולוגיה נמצאת בשלבי מחקר ופיתוח מוקדמים, וניצולות ההמרה של אנרגיית שמש למימן עדיין נמוכות מאוד (סדר גודל של אחוזים בודדים ואף פחות מכך). אחד האתגרים הוא שהפוטונים האפקטיביים הם בתחום העל-סגול, המהווה אחוז קטן מקרינת השמש המגיעה לפני כדור הארץ, ולכן נדרשים חומרים מיוחדים להגביר ספיגה בתחומי האור הנראה. כמו כן, מערכות פוטוליטיות מתמודדות עם בעיות יציבות – רבים מהזרזים נוטים להתפרק או לאבד יעילות לאורך זמן עקב חשיפה לקרינה ותגובות כימיות. ישנה תלות מלאה בזמינות שמש, ולכן הייצור הוא לסירוגין (לא רציף בלילה או בימים מעוננים). עקב חסרונות אלו, הפוטוליזה טרם הגיעה ליישום מסחרי, והצפי הוא ששיטות פוטוכימיות ישירות יבשילו לשימוש תעשייתי רק בעשורים הקרובים עם פריצות דרך מדעיות.
שיטות הפקת מימן > הפקה ביולוגית

קיימים אורגניזמים ונתיבים ביוכימיים היכולים לייצר מימן כמרכיב מטבולי. שני נתיבים עיקריים נחקרים:
ביו־פוטוליזה – הפקת מימן באמצעות פוטוסינתזה מימית של אצות או ציאנובקטריה.
תסיסה חשוכה (אנ') – הפקת מימן מפירוק אנאירובי של חומר אורגני על ידי חיידקים.
בביו־פוטוליזה, רעיון המחקר הוא לנצל את מנגנוני הפוטוסינתזה הטבעיים של מיקרואורגניזמים לפיצול מים ולייצור מימן במקום פחמימות. למשל, ידוע כי אצות ירוקות מסוימות (כגון Chlamydomonas reinhardtii) מסוגלות, בתנאי עקה, לנתב את האלקטרונים שנוצרים בפוטוסינתזה לייצור מימן באמצעות האנזים הידרוגנאז. קיימים ניסויים בהם מגדלים אצות במערכות שקופות ומפיקים מהן מימן וחמצן כאחד. בביו־פוטוליזה בלתי־ישירה, ניתן תחילה לגדל ביומסה צמחית באמצעות פוטוסינתזה רגילה, ואז בתהליך שני לפרק את התוצר האורגני להפקת מימן (שילוב של ביומסה ותסיסה).
בתסיסה חשוכה, חיידקים מפרקים חומר אורגני (כגון פסולת אורגנית, ביומסה, שפכים) בתנאים אנאירוביים ומשחררים מימן. לדוגמה, מינים של חיידקי Clostridium יכולים בתהליך פירוק סוכרים להפיק מימן יחד עם תוצרי לוואי כמו פחמן דו־חמצני וחומצות אורגניות. תהליך זה דומה לעיכול אנאירובי המוכר בביוגז, אך מותאם להגברת פליטת המימן על חשבון מתאן. שיטה זו מכונה גם ביו-מימן. בעשור האחרון פותחו אף תאי אלקטרוליזה מיקרוביאליים (MEC) בהם חיידקים מיוחדים על אנודת תא אלקטרוכימי מפרקים מצע אורגני, ומשחררים אלקטרונים ופרוטונים שמנוצלים לייצור מימן בקתודה במתח חשמלי נמוך מאוד. טכנולוגיית MEC הוגדרה על ידי משרד האנרגיה האמריקאי ככיוון פיתוח מבטיח לייצור מימן ירוק בעלות תחרותית בעתיד.
הפקה ביולוגית עשויה לאפשר ניצול פסולת אורגנית או מקורות מתחדשים (ביומסה) לייצור מימן, ובכך לטפל בשני יעדים בו־זמנית: סילוק פסולת והפקת דלק נקי. תהליכים אלו פועלים בטמפרטורות ולחצים נמוכים בהרבה מתהליכים תרמוכימיים, ולעיתים קרובות אינם דורשים תשומות אנרגיה חיצוניות גדולות (מלבד שמירה על תנאי הגידול). חומרי הגלם – פסולת, שפכים, בוצה – זמינים וזולים. בנוסף, התהליכים הביולוגיים יכולים להיות נייטרליים פחמן במידה ומקור הפחמן הדו־חמצני שנפלט הוא בחומר צמחי שספג אותו מהאטמוספירה.
הבעייתיות העיקרית היא שקצבי ייצור המימן ונצילות האנרגיה בתהליכים ביולוגיים נמוכים יחסית. כמויות המימן המופקות לליטר תמיסה בתסיסה או לביומסה של אצות הן קטנות, ולכן נדרשים נפחי מיכלים גדולים מאוד כדי להגיע לתפוקה תעשייתית. הדבר מקשה על הכלכליות והסקלת התהליך. בנוסף, רגישות המערכות הביולוגיות גבוהה – שינוי קטן בתנאי החומציות, הטמפרטורה או זיהום יכול לשבש את פעילות החיידקים או האצות. הפקת מימן על ידי אצות מוגבלת גם היא לתנאי תאורה אופטימליים ודורשת שטחי גידול נרחבים. מעבר לכך, בתהליכי תסיסה נוצרים לעיתים תוצרי לוואי לא רצויים שצריך להפריד (כמו פחמן דו־חמצני, חומצות אורגניות או מתאן בכמויות קטנות). למרות שיש ניסיונות פיילוט, "חוות מימן" ביולוגיות טרם קיימות בקנה מידה משמעותי, והתחזיות הן ששיטה זו תהפוך רלוונטית מסחרית בעשורים הקרובים ככל שהטכנולוגיה תשתפר.
שיטות הפקת מימן > שיטות נוספות (גזיפיקציה, פירוליזה ותהליכים תרמוכימיים)

בנוסף לשיטות העיקריות לעיל, קיימות שיטות נוספות להפקת מימן, ביניהן:
גזיפיקציית פחם – חימום פחם בטמפרטורה גבוהה עם חמצן או קיטור ליצירת "גז סינתזה" (תערובת של מימן,  {\ce {H2}}, פחמן חד־חמצני,  {\ce {CO}}, ועוד), ולאחר מכן הפקת מימן מהגז באמצעות תגובת Shift (אנ') והפרדה. זוהי שיטה ותיקה ששימשה במאה העשרים לייצור "גז עירוני". גם כיום במדינות עם עתודות פחם גדולות (כגון סין) מופק חלק ניכר מהמימן בשיטה זו. ב־2020 כ־22% מייצור המימן העולמי הגיע מפחם. לשיטה זו טביעת רגל פחמנית גבוהה עוד יותר מ־SMR עקב השימוש בפחם, אלא אם משלבים בה לכידת פחמן.
גזיפיקציה של ביומסה – תהליך דומה לגזיפיקציית פחם, אך מבוצע על ביומסה (פסולת עץ, גזם, חקלאות וכדומה) או פסולת מוצקה אחרת. מתקבל גז סינתזה עשיר במימן שממנו ניתן להפריד מימן. היתרון הוא שימוש במקור מתחדש ונייטרלי-פחמן; החיסרון הוא שתכולת המימן לגולגולת ביומסה נמוכה יחסית, ותכולת הלחות וההטרוגניות של חומרי הפסולת מקשים על תהליך יציב.
פירוליזה של מתאן – פירוק תרמי של מתאן (המרכיב העיקרי בגז טבעי) בהיעדר חמצן, כך שהתוצרים הם מימן ופחמן מוצק (ללא פחמן דו־חמצני,  {\ce {CO2}}). התהליך מכונה לעיתים "מימן טורקיז" בשל מיקומו כגישת ביניים בין מימן אפור לכחול/ירוק. בטמפרטורה גבוהה מאוד (בסביבות 1000 מעלות צלזיוס) מתפרק מתאן ישירות ליסודותיו:  {\ce {CH4 -> 2H2 + C}}. התוצר הוא מימן גזי ופחמן מוצק (למשל בצורת אבקה או סיבי פחמן). היתרון הבולט הוא היעדר פליטת פחמן דו־חמצני בתהליך עצמו, שכן כל הפחמן שבמתאן מופרש כחומר מוצק שניתן לאסוף. כך ניתן תאורטית לקבל מימן נקי מפליטות תוך ניצול תשתיות הגז הטבעי הקיימות. בנוסף, הפחמן המוצק יכול לשמש כחומר גלם (פחמן שחור לתעשייה, אלקטרודות וכו') או להיטמן.גרפיקה של תהליך תעשייתי הממחישה את הקלטים לאלקטרוליזה לייצור טון אחד של מימן ואת יתר הפלטים.
תהליכים תרמוכימיים מחזוריים – משפחת תהליכים בהם משתמשים במעגל כימי המונע על ידי חום גבוה כדי לפרק מים לשני מרכיביהם: חמצן ומימן. במקום אלקטרוליזה חשמלית, כאן החום (למשל מחום שמש מרוכז או מכור גרעיני בטמפרטורה גבוהה) מניע סדרת תגובות כימיות הממחזרות מגיבים. דוגמה היא מחזור גופרית-יוד (מחזור SI), בו מים מגיבים עם יוד וגופרית בטמפרטורות שונות לקבלת מימן בחלק אחד של המחזור וחמצן בחלק אחר, תוך מחזור היוד והגופרית חזרה. תהליכי תרמוכימיה נמצאים בשלבי מחקר, ומטרתם להשתלב עם כורי דור חדש או מתקני שמש תרמיים כדי לייצר מימן ביעילות גבוהה וללא פליטות. האתגר הוא דרישת טמפרטורות קיצוניות (לעיתים מעל 800°C) וחומרים עמידים, וכן מורכבות הנדסית גבוהה של מערכת רב־שלבית.