Прорыв в области солнечных реакторов повышает эффективность производства чистого водорода

Исследователи из Университета Шиншу разработали революционную реакторную систему, которая может создавать водородное топливо, используя солнечный свет и воду. Это может стать большим шагом к устойчивому производству водорода без использования ископаемого топлива. Реактор площадью 1 076 квадратных футов использует фотокаталитические панели в двухступенчатом процессе расщепления молекул воды на водород и кислород.

Эта система отличается от обычных одноступенчатых методов, поскольку разделяет производство водорода и кислорода на две фазы. Этот двухступенчатый процесс приводит к более высоким показателям преобразования солнечной энергии в водород, чем традиционные системы, которые часто зависят от природного газа для получения водорода.

Во время испытаний реактор продемонстрировал удивительные преимущества, когда его подвергли воздействию естественного солнечного света. В реальных условиях он достиг примерно на 50% более высокой эффективности преобразования солнечной энергии, чем в лабораторных условиях. Профессор Казунари Домен, старший автор исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Science, считает, что это улучшение связано с региональными различиями в компонентах солнечного спектра.

Однако, несмотря на эти многообещающие результаты, эффективность системы все еще должна быть доведена до уровня, необходимого для коммерческого использования. Сейчас в стандартных условиях она преобразует около 1% солнечного света в водородное топливо. Тем не менее, эксперты говорят, что для того, чтобы система была жизнеспособной в больших масштабах, необходимо, чтобы ее эффективность составляла не менее 5%. Команда подчеркивает, что для достижения этой цели потребуется разработать лучшие фотокатализаторы и увеличить масштабы реакторов.

Технология также решает проблемы безопасности, связанные с производством водорода. Исследователи разработали систему с особыми характеристиками, снижающими риск взрыва при работе с кислородом, например, с использованием узких отсеков и мягкого ПВХ-пластика для защиты.

Профессор Домен отмечает, что повышение эффективности преобразования солнечной энергии в химическую может помочь ускорить разработку технологий массового производства, процессов газоразделения и более масштабных установок.

Успешная трехлетняя эксплуатация этого реактора-доказательства знаменует собой значительный скачок к тому, чтобы сделать водородное топливо более устойчивым. Если эту технологию удастся развить дальше, она может позволить нам отказаться от ископаемого топлива при производстве водорода.