Mały reaktor produkuje wodór bezpośrednio ze światła słonecznego

Moduł zaprezentowany przez Instytut Fraunhofera to kompleksowe rozwiązanie do produkcji wodoru. Kompletny system może rozdzielić wodę na wodór i tlen, wykorzystując jedynie energię elektryczną, którą sam generuje.

Ten element do bezpośredniego słonecznego rozszczepiania wody nazywany jest ogniwem fotoelektrochemicznym lub w skrócie PEC. W ten sposób małe urządzenie staje się tandemowym modułem PEC. Ma on być wykorzystywany do generowania wodoru do dalszego wykorzystania tak elastycznie, jak to możliwe i bez rozbudowanej konfiguracji.

Jednak rozwój do tego momentu nie był całkowicie prosty. Wodór jest nie tylko bardzo lotny. Jeśli zmiesza się z tlenem, który również powstaje po wytworzeniu, może dojść do tak zwanej detonującej reakcji gazowej. Nazwa mówi sama za siebie.

W ogniwie tandemowym muszą zatem istnieć dwa ściśle oddzielone obszary. Działa to z szybą, która jest pokryta po obu stronach dwoma różnymi materiałami półprzewodnikowymi. Górna warstwa pochłania tylko światło krótkofalowe. Dolna strona przekształca światło długofalowe w energię elektryczną.

Pozwala to na produkcję wodoru na dole i tlenu na górze. Wodór jest wychwytywany i może być następnie przechowywany, nawet jeśli jest to złożony proces.

Jako kompletne rozwiązanie, wszystko co pozostaje to słońce, woda i rozpoczęcie produkcji. Według Instytutu Fraunhofera, testy terenowe zostały już przeprowadzone na dużą skalę.

Środkowoeuropejskie słońce, tj. bardzo mało światła słonecznego, wystarcza do wyprodukowania 150 gramów czystego wodoru rocznie z pojedynczego tandemowego modułu PEC o powierzchni aktywnej pół metra kwadratowego (5 stóp kwadratowych). Przy 100 metrach kwadratowych (1000 stóp kwadratowych), wynik wyniósłby 30 kilogramów (66 funtów). Dałoby to pojazdowi wodorowemu zasięg 3000 kilometrów (2000 mil).

Należy jednak jeszcze popracować nad wydajnością. Jeśli spojrzeć tylko na energię, którą można wygenerować, komercyjne ogniwo słoneczne może wygenerować 20 razy więcej przy tej samej ilości światła słonecznego. Jednak zasada uzyskiwania wodoru bezpośrednio z jednego pierwiastka jest zdecydowanie warta dalszych wysiłków, dopóki wydajność nie osiągnie praktycznych wartości.