Reator solar concentrado gera quantidades sem precedentes de hidrogênio – Physics World

Um novo dispositivo de concentração de radiação solar produz hidrogênio “verde” a uma taxa de mais de 2 quilowatts, mantendo eficiências acima de 20%. O dispositivo em escala piloto, que já está operando sob condições reais de luz solar, também produz calor e oxigênio utilizáveis, e seus desenvolvedores na École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), na Suíça, dizem que pode ser comercializado em um futuro próximo.

O novo sistema fica em uma fundação de concreto no campus da EPFL e consiste em um prato parabólico de sete metros de diâmetro. Este prato coleta a luz do sol em uma área total de 38.5 m², concentra-o por um fator de cerca de 1000 e o direciona para um reator que compreende componentes fotovoltaicos e de eletrólise. A energia da luz solar concentrada gera pares elétron-buraco no material fotovoltaico, que o sistema então separa e transporta para o sistema integrado de eletrólise. Aqui, a energia é usada para “dividir” a água que é bombeada pelo sistema a uma taxa ideal, produzindo oxigênio e hidrogênio.

Juntando tudo em escala

Cada um desses processos, é claro, já foi demonstrado antes. De fato, o novo sistema EPFL, descrito em natureza Energia, baseia-se em pesquisas anteriores a partir de 2019, quando a equipe da EPFL demonstrou o mesmo conceito em escala de laboratório usando um simulador solar de alto fluxo. No entanto, a eficiência de conversão de energia solar para hidrogênio do novo reator e a taxa de produção de hidrogênio de cerca de 0.5 kg por dia não têm precedentes em dispositivos de grande escala. O reator também produz calor utilizável a uma temperatura de 70°C.

A versatilidade do novo sistema constitui uma grande parte de seu apelo comercial, diz Sofia Haussener, que lidera o Laboratório de Ciência e Engenharia de Energia Renovável da EPFL (LRESE). “Esse sistema de cogeração pode ser usado em aplicações industriais, como processamento de metais e fabricação de fertilizantes”, diz Haussener Mundo da física. “Também poderia ser usado para produzir oxigênio para uso em hospitais e hidrogênio para células de combustível em veículos elétricos, além de calor em ambientes residenciais para aquecimento de água. O hidrogênio produzido também pode ser convertido em eletricidade após ser armazenado entre dias ou mesmo entre as estações”.

Por que você deve se concentrar nesta forma de energia solar

Haussener e seus colegas agora estão ocupados ampliando ainda mais seu sistema em um ambiente onde reatores individuais são implantados de maneira modular, como árvores em um jardim artificial. Um spin-off da LRESE, SoHHytec SA, está implantando e comercializando a tecnologia e está trabalhando com uma instalação de produção de metal com sede na Suíça para construir uma planta de demonstração na escala multi-100 quilowatts.

Outra direção futura para a equipe pode ser desenvolver um sistema semelhante para converter CO₂ em CO, etileno ou outros produtos mais oxigênio. “Isso nos permitiria valorizar o CO₂ e produzir outros precursores para processos industriais”, explica Haussener. “Por exemplo, o etileno poderia ser usado na produção de plástico verde e o CO junto com o hidrogênio para a produção de combustível líquido.”

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