Vandeniliui seniai pranašaujama iškastinio kuro pamainos lemtis, tik štai išgauti jį tradicine elektrolize nelabai rentabilu: reikia elektros ir brangios įrangos. Alternatyva gali tapti vandens skaidymas saulės energija. Specialistai iš Vokietijos sukūrė modulinį fotokatalitinį sprendimą, kuriuo galima autonomiškai ir efektyviai išgauti vandenilį.
Individualus atskiro tandeniminio PEC reaktoriaus modulis
© Fraunhofer IKTS
Modelį nesunku plėsti – iš 100 m² modulių galima išgauti 30 kg vandenilio per metus – tiek vidutiniam lengvajam automobiliui užtenka 15-20 tūkst. km.
Fraunhoferio instituto mokslininkų kūrinio pagrindas – moduliai iš tandeminių fotoelektrinių elementų. Jie panašūs į fotovoltinius skydelius, tačiau su vienu svarbiu skirtumu: visa išgauta elektra naudojama tame pačiame modulyje vykstančiai elektrolizei, pasakojama Instituto puslapyje.
Gamindami tandeminį modulį, inžinieriai standartinius stiklinius modulius iš abiejų pusių padengė puslaidininkine medžiaga. Ši medžiaga sugeria trumpas bangas, o ilgos pereina kiaurai ir sugeriamos kitoje pusėje. Iš tos pačios arba iš katodo pusės išskiriamas vandenilis, iš priešingos – deguonis.
Bandymais tyrėjai parinko optimalius puslaidininkius, kuriais padengė, nusodindami iš dujų. Plokštelė pastorėjo vos keliais nanometrais. Modulio fotogalvaninis elementas užtikrina elektrolizę sustiprinančią papildomą įtampą.
Taip gautas 50 cm² aktyvaus ploto reaktorius. 100 m² bendro ploto tokių modulių kompleksas po europietiška saule galėtų išskirti > 30 kg vandenilio per metus. Lengvajam automobiliui tiek vandenilio turėtų pakakti 15-20 tūkst. km.
„Tandeminio elemento matmenis riboja tai, kad nors elementas vandenį skaido tiesiogiai, elektra irgi turi pereiti iš vienos modulio pusės į kitą. Padidinu modulio plotą, trukdys didėjanti sistemos varža, – pastebėjo tyrėjų komandos vadovas Dr. Arno Görne. – Tad, dabartinėms sąlygoms. egzistuojantis formatas yra optimalus. Jis stabilus, patikimas ir gerokai didesnis už kitus analogiškus sprendimus“.
Kinija ne tik pasieks, bet ir gerokai viršys nacionalinius žaliojo vandenilio gamybos planus jau iki 2025 metų, rodo „Rystad Energy“ ataskaita. Tikimasi, kad šiais metais vandenilio gamyba iš atsinaujinančių energijos šaltinių pasieks 220 000 tonų, o tai 20 000 tonų daugiau, nei užsibrėžta.
