Извор: спецт.иеее.орг
Соларне плоче се множе на крововима и у вртовима широм света као заједнице које траже енергију из обновљивих извора. Али инжењери у Белгији кажу да би панели могли учинити више него што држе упаљена светла - могли би и да производе водоник-гас на локацији, омогућавајући породицама да греју домове без ширења угљеничних отисака.
Тим наКатхолиеке Университеит Леувен, или КУ Леувен,каже да се развилосоларни панел који претвара сунчеву светлост директно у водоник користећи влагу у ваздуху. Прототип узима водену пару и дели је на молекуле водоника и кисеоника. Ако се успешно скалира, технологија би могла да помогне у решавању великог изазова са којим се суочава економија водоника.
Водоник, за разлику од фосилних горива, не производи емисију стакленичких гасова или загађење ваздуха када се користи у возилима или зградама на горивне ћелије. Ипак, готово сав водоник који се данас производи добије се помоћуиндустријски процесто укључује природни гас, а ово на крају пумпа више емисија у атмосферу.
Мали, али све већи број објеката производи „зелени“ водоник користећи електролизу, која молекуле воде дели електричном енергијом - идеално из обновљивих извора попут ветра и сунца. Други истраживачи, укључујући тим из Белгије, развијају такозване технологије директног соларног цепања воде. Они користе хемијске и биолошке компоненте за раздвајање воде директно на соларни панел, укидајући потребу за великим, скупим постројењима за електролизу.
„Проналажење начина за стварање водоника на неки лакши или ефикаснији начин можда је потрага за Светим гралом“, кажеЈим Фентон, који режираФлорида центар за соларну енергијуна Универзитету Централна Флорида.
КУ Леувенседи у травнатом кампусу у Фландрији, холандском северном региону Белгије. Раније овог месеца, професореЈохан Мартенси његов тим наЦентар за површинску хемију и катализунајавио је да би њихов прототип могао да производи 250 литара водоника дневно у просеку током целе године, за шта тврде да је светски рекорд. Породица која живи у добро изолованој белгијској кући могла би да користи око 20 ових панела како би задовољила своје потребе за енергијом и грејањем током целе године, предвиђају.
Соларни панел има дужину од 1,65 метара - отприлике висину кухињског фрижидера или овог извештача - и има номиналну излазну снагу од око 210 вати. Систем може да претвори 15 процената примљене соларне енергије у водоник, каже тим. То је значајан скок у односу на 0,1 одсто ефикасности коју су први пут постигли пре 10 година. (Одвојено, међународни истраживачи прошле годинерекао да су постигли19% ефикасности у производњи водоника директним соларним цепањем воде.)
Међутим, Мартенсова лабораторија је била уско везана за своју технологију.Том Боссерез, постдокторски истраживач, одбио је да открије било какве детаље, позивајући се на забринутост у вези са интелектуалном својином. Каже само да се лабораторија специјализовала за „катализаторе, мембране и адсорбенсе“.
„Користећи нашу стручност у овој области, успели смо да развијемо систем који врло ефикасно узима воду из ваздуха и дели је у водоник користећи сунчеву енергију“, написао је Боссерез у е-поруци. Упитан о неким инжењерским изазовима са којима су се суочавали током деценије развоја, он каже: „Најтежи део је извући воду из ваздуха.“
Академски радови нуде разуђене трагове о технологији, мада Боссерез каже да њихова истраживања „превазилазе оно што објављујемо“. Последњих година инжењери су проучавали ефикасност различитих материјала, укључујући порозне, вишеструке спојевесилицијумске соларне ћелијеса „микрометарским размерама пора“;танкослојни катализаторинаправљен од манган (ИИИ) оксида; и поли (винил алкохол)мембрана за размену ањонакоји укључују раствор калијум хидроксида и катализаторе на бази никла.
Мартенс генерално каже да његов тим користи „јефтине сировине“ уместо племенитих метала и других скупих компонената. „Желели смо да дизајнирамо нешто одрживо, што је приступачно и може се користити практично било где,“рекао је за ВРТ, јавна мрежа за емитовање у Белгији.
Истраживачи планирају да на терену тестирају свој прототип у кући у руралном граду Оуд-Хеверлее. Водоник би се током летњих месеци чувао у малој подземној посуди под притиском, а затим би се пумпао кроз кућу током зиме. Ако све буде ишло по плану, Мартенс каже да би тим могао да постави 20 панела на кућу или да изгради већи систем у суседству како би друге породице могле да користе „зелени“ водоник.
Фентон из Флоридског центра за соларну енергију каже да је прерано да би се утврдило да ли или када соларни панели за производњу водоника могу постати економски одрживи. Технологија је још увек у врло раној фази развоја, а - посебно у Сједињеним Државама - постојећа горива за грејање, попут природног гаса, релативно су јефтина. Међутим, како земље раде на решавању климатских промена, и како све више заједница поставља локалну инфраструктуру обновљиве енергије попут кровне соларне, он види потенцијалну улогу ових водоничних система.
„Ако апликација успе, можда ће се врло лепо посветити стварању водоника који бих могао да чувам и користим за грејање куће, за кување, можда га покрећем у свом аутомобилу са горивим ћелијама“, каже Фентон. „То су ове футуристичке врсте могућности. Али то је још увек нешто за шта се морамо припремити. “
