Ο συμπυκνωμένος ηλιακός αντιδραστήρας παράγει πρωτοφανείς ποσότητες υδρογόνου – Physics World

Μια νέα συσκευή συγκέντρωσης ηλιακής ακτινοβολίας παράγει «πράσινο» υδρογόνο σε ρυθμό άνω των 2 κιλοβάτ, ενώ διατηρεί την απόδοση πάνω από 20%. Η συσκευή πιλοτικής κλίμακας, η οποία λειτουργεί ήδη υπό πραγματικές συνθήκες ηλιακού φωτός, παράγει επίσης χρησιμοποιήσιμη θερμότητα και οξυγόνο και οι προγραμματιστές της στην École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) στην Ελβετία λένε ότι θα μπορούσε να διατεθεί στο εμπόριο στο εγγύς μέλλον.

Το νέο σύστημα βρίσκεται σε μια βάση από σκυρόδεμα στην πανεπιστημιούπολη EPFL και αποτελείται από ένα παραβολικό πιάτο σε διάμετρο επτά μέτρων. Αυτό το πιάτο συλλέγει το φως του ήλιου σε συνολική επιφάνεια 38.5 m², το συμπυκνώνει κατά ένα συντελεστή περίπου 1000 και το κατευθύνει σε έναν αντιδραστήρα που περιλαμβάνει τόσο φωτοβολταϊκά όσο και εξαρτήματα ηλεκτρόλυσης. Η ενέργεια από το συγκεντρωμένο ηλιακό φως δημιουργεί ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών στο φωτοβολταϊκό υλικό, τα οποία στη συνέχεια το σύστημα διαχωρίζει και μεταφέρει στο ενσωματωμένο σύστημα ηλεκτρόλυσης. Εδώ, η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη «διαίρεση» του νερού που αντλείται μέσω του συστήματος με βέλτιστο ρυθμό, παράγοντας τόσο οξυγόνο όσο και υδρογόνο.

Συνδυάζοντας το σε κλίμακα

Καθεμία από αυτές τις διαδικασίες, φυσικά, έχει αποδειχθεί στο παρελθόν. Πράγματι, το νέο σύστημα EPFL, το οποίο περιγράφεται στο Φύση Ενέργεια, βασίζεται σε προηγούμενες έρευνες από το 2019, όταν η ομάδα EPFL απέδειξε την ίδια ιδέα σε εργαστηριακή κλίμακα χρησιμοποιώντας ηλιακό προσομοιωτή υψηλής ροής. Ωστόσο, η απόδοση ηλιακού σε υδρογόνο του νέου αντιδραστήρα και ο ρυθμός παραγωγής υδρογόνου περίπου 0.5 kg την ημέρα είναι πρωτοφανείς σε συσκευές μεγάλης κλίμακας. Ο αντιδραστήρας παράγει επίσης χρησιμοποιήσιμη θερμότητα σε θερμοκρασία 70°C.

Η ευελιξία του νέου συστήματος αποτελεί μεγάλο μέρος της εμπορικής του απήχησης, λέει Σοφία Χάουσενερ, ο οποίος ηγείται του Εργαστηρίου Επιστήμης και Μηχανικής των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας του EPFL (LRESE). «Αυτό το σύστημα συμπαραγωγής θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανικές εφαρμογές όπως η επεξεργασία μετάλλων και η κατασκευή λιπασμάτων», λέει ο Haussener Κόσμος Φυσικής. «Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή οξυγόνου για χρήση σε νοσοκομεία και υδρογόνου για κυψέλες καυσίμου σε ηλεκτρικά οχήματα, καθώς και θερμότητας σε οικιακό περιβάλλον για θέρμανση νερού. Το παραγόμενο υδρογόνο θα μπορούσε επίσης να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια αφού αποθηκευτεί μεταξύ ημερών ή ακόμη και μεταξύ των εποχών».

Γιατί πρέπει να επικεντρωθείτε σε αυτή τη μορφή ηλιακής ενέργειας

Ο Haussener και οι συνεργάτες του είναι τώρα απασχολημένοι με την περαιτέρω κλιμάκωση του συστήματός τους σε ένα περιβάλλον όπου μεμονωμένοι αντιδραστήρες αναπτύσσονται με αρθρωτό τρόπο, όπως τα δέντρα σε έναν τεχνητό κήπο. Ένα spin-off LRESE, SoHHytec SA, αναπτύσσει και εμπορευματοποιεί την τεχνολογία και συνεργάζεται με μια μονάδα παραγωγής μετάλλων με έδρα την Ελβετία για την κατασκευή μιας μονάδας επίδειξης στην κλίμακα πολλών 100 κιλοβάτ.

Μια άλλη μελλοντική κατεύθυνση για την ομάδα θα μπορούσε να είναι η ανάπτυξη ενός παρόμοιου συστήματος για τη μετατροπή CO₂ σε CO, αιθυλένιο ή άλλα προϊόντα συν οξυγόνο. «Αυτό θα μας επέτρεπε να αξιοποιήσουμε το CO₂ και παράγουν άλλες πρόδρομες ουσίες για βιομηχανικές διεργασίες», εξηγεί ο Haussener. «Για παράδειγμα, το αιθυλένιο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή πράσινων πλαστικών και το CO μαζί με το υδρογόνο για την παραγωγή υγρών καυσίμων».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
• Αγορά και πώληση μετοχών σε εταιρείες PRE-IPO με το PREIPO®. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/concentrated-solar-reactor-generates-unprecedented-amounts-of-hydrogen/