Il reattore solare concentrato genera quantità senza precedenti di idrogeno – Physics World

Un nuovo dispositivo di concentrazione della radiazione solare produce idrogeno "verde" a una velocità di oltre 2 kilowatt mantenendo un'efficienza superiore al 20%. Il dispositivo su scala pilota, che è già operativo in condizioni di luce solare reale, produce anche calore e ossigeno utilizzabili, e i suoi sviluppatori presso l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera affermano che potrebbe essere commercializzato nel prossimo futuro.

Il nuovo sistema poggia su fondamenta in cemento nel campus dell'EPFL ed è costituito da un piatto parabolico di sette metri di diametro. Questa parabola raccoglie la luce solare su un'area totale di 38.5 m², lo concentra di un fattore di circa 1000 e lo dirige su un reattore che comprende sia componenti fotovoltaici che di elettrolisi. L'energia della luce solare concentrata genera coppie elettrone-lacuna nel materiale fotovoltaico, che il sistema poi separa e trasporta al sistema di elettrolisi integrato. Qui, l'energia viene utilizzata per "scindere" l'acqua che viene pompata attraverso il sistema a una velocità ottimale, producendo sia ossigeno che idrogeno.

Mettendolo insieme su larga scala

Ciascuno di questi processi è stato, ovviamente, già dimostrato. In effetti, il nuovo sistema EPFL, descritto in natura Energia, si basa su ricerche precedenti dal 2019, quando il team EPFL dimostrato lo stesso concetto su scala di laboratorio utilizzando un simulatore solare ad alto flusso. Tuttavia, l'efficienza solare-idrogeno del nuovo reattore e il tasso di produzione di idrogeno di circa 0.5 kg al giorno non hanno precedenti nei dispositivi su larga scala. Il reattore produce anche calore utilizzabile alla temperatura di 70°C.

La versatilità del nuovo sistema costituisce una parte importante del suo fascino commerciale, afferma Sofia Haussener, che dirige il Laboratorio di Scienze e Ingegneria delle Energie Rinnovabili dell'EPFL (LRESE). "Questo sistema di cogenerazione potrebbe essere utilizzato in applicazioni industriali come la lavorazione dei metalli e la produzione di fertilizzanti", afferma Haussener Mondo della fisica. “Potrebbe anche essere utilizzato per produrre ossigeno per l'uso negli ospedali e idrogeno per celle a combustibile nei veicoli elettrici, nonché calore in ambienti residenziali per il riscaldamento dell'acqua. L'idrogeno prodotto potrebbe anche essere convertito in elettricità dopo essere stato immagazzinato tra giorni interi o addirittura interstagionali".

Perché dovresti concentrarti su questa forma di energia solare

Haussener e colleghi sono ora impegnati a espandere ulteriormente il loro sistema in un ambiente in cui i singoli reattori sono dispiegati in modo modulare, come alberi in un giardino artificiale. Uno spin-off di LRESE, SoHHytec SA, sta implementando e commercializzando la tecnologia e sta collaborando con un impianto di produzione di metalli con sede in Svizzera per costruire un impianto dimostrativo su scala multi-100 kilowatt.

Un'altra direzione futura per il team potrebbe essere quella di sviluppare un sistema simile per convertire la COXNUMX₂ in CO, etilene o altri prodotti più ossigeno. “Questo ci permetterebbe di valorizzare la CO₂ e produrre altri precursori per i processi industriali", spiega Haussener. "Ad esempio, l'etilene potrebbe essere utilizzato nella produzione di plastica verde e la CO insieme all'idrogeno per la produzione di combustibili liquidi".

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/concentrated-solar-reactor-generates-unprecedented-amounts-of-hydrogen/