Інженери EPFL створили та випробували сонячний реактор, який може генерувати водень із сонячного світла та води. Система не лише високоефективна у виробництві водню, але й уловлює «відходи» кисню та тепла, щоб також використовувати їх. Водень має стати ключовим гравцем у відновлюваній енергетиці, і одним із найефективніших способів його виробництва є розщеплення води на її складові молекули. Коли цей процес виконується з використанням сонячної енергії, він називається штучним фотосинтезом, і це той процес, який використовує цей новий реактор.
Реактор EPFL виглядає як супутникова антена, і працює він за схожим принципом – велика вигнута поверхня збирає якомога більше світла та концентрує його на маленькому пристрої, підвішеному посередині. У цьому випадку тарілка збирає тепло від Сонця та фокусує його приблизно у 800 разів на фотоелектрохімічний реактор. Вода закачується в цей реактор, де сонячна енергія використовується для розщеплення її молекул на водень і кисень.
Реактор також захоплює два відпрацьовані продукти процесу, які зазвичай щойно виділяються – кисень і тепло. Кисень може бути корисним для лікарень або промислового використання, тоді як тепло проходить через теплообмінник і може використовуватися для нагрівання води або внутрішньої частини будівлі.
Реактор тестували в кампусі EPFL протягом 13 днів, у серпні 2020 року, лютому та березні 2021 року, щоб зрозуміти, як він працює за різних погодних умов. Встановлено, що його ефективність від сонячної енергії до водню в середньому перевищує 20%, виробляючи близько 500 г (1,1 фунта) водню на день. Команда каже, що з такою потужністю протягом року система могла б живити 1,5 автомобіля на водневих паливних елементах, що проїжджають на середню відстань, або забезпечувати приблизно половину потреб в електроенергії домогосподарства з чотирьох осіб.
«З вихідною потужністю понад 2 кіловати ми перевищили межу в 1 кіловат для нашого пілотного реактора, зберігши при цьому рекордно високу ефективність для цього великого масштабу», — сказала Софія Хауссенер, відповідний автор дослідження. «Швидкість виробництва водню, досягнута в цій роботі, є дійсно обнадійливим кроком до комерційної реалізації цієї технології».
Наступним кроком, кажуть дослідники, є будівництво демонстраційної установки потужністю кілька сотень кіловат на заводі з виробництва металу, де водень буде використовуватися для відпалу металу, тепло для гарячої води, а кисень збиратиметься для найближчих лікарень.