Wodór, choć ma potencjał na zostanie ekologiczną alternatywą dla klasycznych paliw, ma pewną istotną wadę. Aż 95 procent obecnie stosowanego wodoru powstaje z udziałem gazu ziemnego. To z kolei prowadzi do scenariusza, w którym emitowany jest dwutlenek węgla. Potrzeba więc bardziej ekologicznych metod jego pozyskiwania.
Czytaj też: Ta instalacja dostarcza ciepłą wodę. Pozwala zaoszczędzić tysiące złotych rocznie
Tym bardziej, że wodór może być wykorzystywany na naprawdę wiele sposobów. Poza napędzaniem pojazdów można go także użyć do ogrzewania domów czy produkowania energii elektrycznej. Inżynierowie ze Szwajcarii, stojący za wspomnianym przedsięwzięciem, są teraz w stanie pozyskać około pół kilograma wodoru w ciągu 8 godzin. Taki wynik odpowiada nieco ponad 2 kilowatom równoważnej mocy wyjściowej.
Nie jest to może ilość, jaka zwali z nóg, jednak nie to się w tym przypadku liczy. Najważniejszy pozostaje fakt, iż dzięki instalacji solarno-wodorowej można korzystać z energii słonecznej do rozszczepiania wody na wodór i tlen. Proponowany układ składa się z urządzenia fotowoltaicznego i elektrolizującego. To pierwsze absorbuje światło słoneczne i generuje energię elektryczną, która napędza elektrolityczne rozszczepianie wody. Dzięki integracji obu tych elementów można obniżyć końcowy koszt budowy całej maszyny.
Jak do tej pory podobne układy tworzono jedynie w warunkach laboratoryjnych, a ich moc wyjściowa nie przekraczała 100 watów. Właśnie dlatego szwajcarscy naukowcy postanowili wejść na wyższy poziom. Wiedzieli jednak, że nie będzie to łatwe, choćby ze względu na konieczność zrównoważenia wydajności, stabilności i kosztów operacyjnych oraz zmaksymalizowania tempa produkcji.
Solarna fabryka wodoru zaprojektowana przez Szwajcarów może dostarczyć pół kilograma wodoru w ciągu ośmiu godzin
Jak działa szwajcarski prototyp? Możemy się tego dowiedzieć z publikacji zamieszczonej w Nature Energy. Promieniowanie słoneczne jest skupiane na małym punkcie, w którym znajduje się moduł ogniw słonecznych cechujący się wysoką wydajnością w zakresie przetwarzania światła słonecznego na energię elektryczną. Jednocześnie takie moduły są zbyt drogie, by stosować je w urządzeniach o dużej powierzchni.
Autorzy projektu skonstruowali antenę słoneczną o szerokości 7 metrów i pokryli ją lustrami, które koncentrują promieniowanie słoneczne do poziomu około 1000 razy wyższego niż normalna moc wyjściowa słońca. Talerz śledzi słońce przez 6 do 8 godzin, a energia produkowana przez moduł napędza elektrolizer membranowy z elektrolitem polimerowym.
Czytaj też: Rosyjski atom ma świat w garści. Polskę też
Część energii słonecznej jest zamieniana w elektryczną, podczas gdy reszta ma formę ciepła odpadowego. Może być ono wykorzystane do ogrzewania pomieszczeń, ciepłej wody, bądź napędzania procesów przemysłowych. Jak przyznają autorzy, za jedno z największych wyzwań, na jakie napotkali w ciągu ostatnich dwóch lat można uznać dokładne zarządzanie przepływem wody przez układ. Chcieli w ten sposób zmaksymalizować wykorzystanie ciepła i zwiększyć wydajność. W ramach dalszych wysiłków chcieliby zwiększyć skalę swojego przedsięwzięcia, dzięki czemu takie urządzenia mogłyby znaleźć zastosowanie w życiu codziennym.
