Дослідники зі Швейцарії провели багатообіцяючий лабораторний експеримент і масштабували його до реального прикладу того, як ми можемо використовувати сонячну енергію для виробництва зеленого водню. Їхня система подолала бажану стелю в 1 кіловат для виробництва зеленого водню та пропонує нові можливості для комерціалізації.
Відповідно до нового дослідження Швейцарського федерального технологічного інституту (EPFL), опублікованого в Nature Energy, цей ефективний перетворювач сонячної енергії в паливо функціонує як ефективна система штучного фотосинтезу . Він також виробляє корисні побічні продукти кисню та тепла.
«Це перша системна демонстрація генерації водню на сонячних батареях», — каже в прес-релізі Софія Хауссенер, керівник лабораторії науки та інженерії з відновлюваних джерел енергії в Інженерній школі EPFL. «На відміну від типових лабораторних демонстрацій, він включає всі допоміжні пристрої та компоненти, тому дає нам краще уявлення про енергоефективність, яку ви можете очікувати, коли розглядаєте всю систему, а не лише сам пристрій».
Щоб усе це відбулося, систему, схожу на супутникову антену, було розроблено так, щоб діяти як дерево. Антена діаметром 23 фути концентрує потужність сонячного випромінювання майже в 1000 разів. Коли вода подається в систему, підключений реактор використовує фотоелектрохімічні елементи, що живляться концентрованим сонячним випромінюванням, щоб розщеплювати молекули води на водень і кисень. Процес, який називають штучним фотосинтезом, також генерує тепло, яке може проходити через теплообмінник, щоб досягти корисного кінцевого стану.
І все це працює без утворення вуглекислого газу, що робить його масштабованим прикладом виробництва зеленого водню. Як правило, водень, який використовується як паливо, утворюється шляхом розщеплення природного газу, який, на жаль, виробляє забруднюючий CO2.
Хоча основними продуктами штучного фотосинтезу є водень і тепло, кисень, який утворюється як «відходи», також може служити певній меті. У першому прикладі комерціалізації університетський підрозділ SoHHytec співпрацює зі швейцарським підприємством з виробництва металу, щоб використовувати водень для процесів відпалу металу, кисень для медичних застосувань у сусідніх лікарнях і тепло для потреб фабрики в гарячій воді.