Дешевый солнечный реактор позволяет добывать водородное топливо без вредных побочных продуктов
Инженеры EPFL построили и испытали солнечный реактор, который может генерировать газообразный водород из солнечного света и воды. Система не только высокоэффективна при производстве водорода, но и улавливает «отходы» кислорода и тепла, чтобы использовать их.
Водород должен стать ключевым игроком в возобновляемой энергии, и один из наиболее эффективных способов его производства — расщепление воды на составляющие ее молекулы. Когда это делается с использованием солнечной энергии, процесс называется искусственным фотосинтезом, и именно на этом основан новый реактор.
EPFL выглядит как спутниковая антенна и работает по тому же принципу — большая площадь изогнутой поверхности собирает как можно больше света и концентрирует его на маленьком устройстве, подвешенном посередине. При этом пластина улавливает солнечное тепло и фокусирует его на фотоэлектрохимическом реакторе примерно 800 раз. В свою очередь, в реактор закачивается вода, а солнечная энергия используется для расщепления ее молекул на водород и кислород.
EPFL также улавливает два побочных продукта процесса разделения, кислород и тепло. Кислород может быть полезен в больницах или на производстве, а тепло проходит через теплообменник и может использоваться для нагрева воды или внутренних помещений здания.
Реактор тестировали в кампусе EPFL в течение 13 дней в августе 2020 года, феврале и марте 2021 года, чтобы увидеть, как он ведет себя в различных погодных условиях. Было обнаружено, что его эффективность преобразования солнечной энергии в водород составляет в среднем более 20%, производя около 500 г водорода в день. Команда говорит, что с таким количеством энергии система может питать 1,5 автомобиля среднего класса на водородных топливных элементах в течение года или обеспечивать примерно половину потребности в электроэнергии семьи из четырех человек.
По словам исследователей, следующим шагом будет строительство демонстрационной установки мощностью несколько сотен киловатт на заводе по производству металлов, где водород будет использоваться для отжига металла, нагрева горячей воды и снабжения кислородом близлежащих больниц.
