Avots: spektra.ieee.org
Saules paneļi vairojas uz jumtiem un dārzos visā pasaulē, jo kopienas kliedz par atjaunojamo elektroenerģiju. Bet inženieri Beļģijā apgalvo, ka paneļi varētu darīt vairāk nekā ieslēgt apgaismojumu - viņi arī uz vietas varētu ražot ūdeņraža gāzi, ļaujot ģimenēm apsildīt savas mājas, nepaplašinot oglekļa emisijas.
Komanda plkstKatholieke Universiteit Leuvenvai KU Leuven,saka, ka tā ir attīstījusiessaules panelis, kas saules gaismu pārvērš tieši ūdeņradī, izmantojot gaisa mitrumu. Prototips uzņem ūdens tvaikus un sadala tos ūdeņraža un skābekļa molekulās. Ja tā tiks veiksmīgi mērogota, tehnoloģija varētu palīdzēt risināt lielu problēmu, ar kuru saskaras ūdeņraža ekonomika.
Atšķirībā no fosilā kurināmā ūdeņradis nerada siltumnīcefekta gāzu emisijas vai gaisa piesārņojumu, ja to lieto ar degvielu darbināmos transportlīdzekļos vai ēkās. Tomēr gandrīz visu mūsdienās saražoto ūdeņradi ražo, izmantojotrūpnieciskais processkas saistīta ar dabasgāzi, un tas galu galā iepludina vairāk emisiju atmosfērā.
Neliels, bet aizvien vairāk objektu ražo “zaļo” ūdeņradi, izmantojot elektrolīzi, kas sadala ūdens molekulas, izmantojot elektrību - ideālā gadījumā no atjaunojamiem avotiem, piemēram, vēja un saules. Citi pētnieki, ieskaitot Beļģijas komandu, izstrādā tā sauktās tiešās saules ūdens sadalīšanas tehnoloģijas. Tie izmanto ķīmiskās un bioloģiskās sastāvdaļas, lai ūdeni sadalītu tieši uz saules paneļa, atsakoties no nepieciešamības pēc lielām, dārgām elektrolīzes iekārtām.
"Atrast veidu, kā ūdeņradi radīt vieglāk vai efektīvāk, varbūt ir Svētā Grāla meklējumi," sakaDžims Fentons, kurš vadaFloridas Saules enerģijas centrsFloridas centrālajā universitātē.
KU Leuvenasēž zālājā pilsētiņā Flandrijā, holandiešu valodā runājošajā Beļģijas ziemeļu reģionā. Šī mēneša sākumā, profesoreJohans Martensun viņa komandaVirsmas ķīmijas un katalīzes centrspaziņoja, ka viņu prototips vidēji visa gada laikā varētu saražot 250 litrus ūdeņraža dienā, kas, pēc viņu domām, ir pasaules rekords. Ģimene, kas dzīvo labi izolētā Beļģijas mājā, varētu izmantot aptuveni 20 no šiem paneļiem, lai apmierinātu savas enerģijas un apkures vajadzības visa gada laikā, viņi prognozē.
Saules paneļa garums ir 1,65 metri - aptuveni virtuves ledusskapja vai šī reportiera augstums - un nominālā jauda ir aptuveni 210 vati. Komanda saka, ka sistēma var pārveidot 15 procentus no saņemtās saules enerģijas ūdeņradī. Tas ir ievērojams lēciens no 0,1 procentu efektivitātes, ko viņi pirmo reizi sasniedza pirms 10 gadiem. (Atsevišķi starptautiskie pētnieki pagājušajā gadāteica, ka viņi panāca19 procentu efektivitāte ūdeņraža ražošanā, tieši sadalot saules ūdeni.)
Tomēr Martensa laboratorijā par to bija mazsaprotama tehnoloģija.Toms Boserezs, pēcdoktorantūras pētniece, atsaucoties uz jebkādu specifiku, atsaucoties uz intelektuālā īpašuma bažām. Viņš saka tikai to, ka laboratorija specializējas “katalizatoros, membrānās un adsorbentos”.
"Izmantojot mūsu zināšanas šajā jomā, mēs varējām izstrādāt sistēmu, kas ir ļoti efektīva ūdens ņemšanai no gaisa un sadalīšanai ūdeņradī, izmantojot saules enerģiju," e-pastā rakstīja Bosers. Jautāts par dažiem inženiertehniskajiem izaicinājumiem, ar kuriem viņi saskārās desmit gadu attīstības laikā, viņš saka: "Visgrūtāk ir iegūt ūdeni no gaisa."
Akadēmiskie raksti piedāvā izkaisītas norādes par tehnoloģiju, kaut arī Boseress saka, ka viņu pētījumi "pārsniedz to, ko mēs publicējam". Pēdējos gados inženieri ir pētījuši dažādu materiālu, tostarp porainu, daudzsavienojumu efektivitātisilīcija saules baterijasar “poru izmēriem mikrometra mērogā”;plānas plēves katalizatoriizgatavots no mangāna (III) oksīda; un poli (vinilspirts)anjonu apmaiņas membrānaiesaistot kālija hidroksīda šķīdumu un niķeļa bāzes katalizatorus.
Martens parasti saka, ka viņa komanda dārgmetālu un citu dārgu sastāvdaļu vietā izmanto “lētas izejvielas”. "Mēs vēlējāmies izstrādāt kaut ko ilgtspējīgu, par pieņemamu cenu un ko varētu izmantot praktiski visur,"viņš teica VRT, sabiedriskās apraides tīkls Beļģijā.
Pētnieki plāno izmēģināt savu prototipu kādā mājā lauku pilsētā Oud-Heverlee. Ūdeņradis vasaras mēnešos tiktu uzglabāts nelielā pazemes spiedtvertnē, un ziemas laikā tas tiktu sūknēts pa visu māju. Ja viss notiks saskaņā ar plānu, Martens saka, ka komanda varētu uzstādīt 20 paneļus pie mājas vai izveidot lielāku apkārtnes sistēmu, lai citas ģimenes varētu izmantot "zaļo" ūdeņradi.
Floridas Saules enerģijas centra Fentons saka, ka ir pāragri noteikt, vai ūdeņradi ražojošie saules paneļi varētu kļūt ekonomiski dzīvotspējīgi. Šī tehnoloģija joprojām ir ļoti agrīnā attīstības stadijā, un, it īpaši Amerikas Savienotajās Valstīs, esošās degvielas, piemēram, dabasgāze, ir salīdzinoši lētas. Tomēr, tā kā valstis strādā, lai risinātu klimata pārmaiņas, un, kad vairāk kopienu uzstāda vietējo atjaunojamās enerģijas infrastruktūru, piemēram, saules jumtu, viņš redz potenciālo lomu šīm ūdeņraža sistēmām.
"Ja lietojumprogramma darbojas, tā var lieliski noderēt ūdeņraža ražošanā, ko es varētu uzglabāt un izmantot savas mājas apkurei, ēdiena gatavošanai, varbūt darbināt ar savu degvielas elementu automašīnu," saka Fentons. “Tās ir šādas futūristiskas iespējas. Bet tam joprojām ir jāgatavojas. ”
