Němečtí vědci dosáhli rekordu: Solární modul mění slunce na vodík s účinností 31,3 %

Němečtí vědci z Fraunhoferova institutu pro solární energetické systémy (ISE) ve Freiburgu představili nový solární modul, který dokáže přeměnit až 31,3 procenta slunečního světla přímo na vodík.

Němečtí vědci z Fraunhoferova institutu pro solární energetické systémy (ISE) ve Freiburgu představili nový solární modul, který dokáže přeměnit až 31,3 procenta slunečního světla přímo na vodík. Tento průlom posouvá výrobu čistého paliva výrazně blíže k obchodní realitě.

Klíčem k vysoké účinnosti je přímé spojení koncentračních fotovoltaických (PV) článků s elektrolyzérovými články s protonovou výměnnou membránou (PEM). Tento integrovaný design eliminoval potřebu mezilehlé konverze energie a umožnil přímé štěpení vody pomocí elektřiny generované solárními články. Podle Franka Dimrotha, fyzika a vedoucího oddělení III-V fotovoltaiky a koncentrační technologie na Fraunhofer ISE, nový rekord ukazuje, že vodík lze velmi efektivně vyrábět přímo ze slunečního světla.

Systém využívá koncentrační fotovoltaiku namísto konvenčních solárních panelů. Přímé sluneční světlo je soustředěno Fresnelovou čočkou na vysoce účinné vícevrstvé solární články III-V, které generují napětí přes čtyři volty. Tyto solární články jsou přímo připojeny ke katodě a anodě dvou sériově zapojených PEM elektrolyzérových článků. Díky pečlivému sladění elektrických charakteristik obou technologií dochází k přenosu elektřiny přímo do výroby vodíku bez ztrát energie.

Demonstrátor ověřující koncept, ačkoliv má plochu čočky přibližně 64 čtverečních centimetrů, úspěšně prokázal proveditelnost integrovaného přístupu v reálných venkovních podmínkách. V terénních testech přeměnil přibližně 31,3 procenta dopadající sluneční energie na chemickou energii uloženou ve vodíku, přičemž účinnost byla vypočítána pomocí vyšší výhřevnosti paliva. Technologie využívá solární články III-V, které jsou považovány za nejúčinnější fotovoltaická zařízení na světě a jsou dlouhodobě používány ve vesmírných plavidlech pro svůj vysoký výkon a odolnost. Vědci věří, že koncentrační fotovoltaické systémy by je mohly učinit ekonomicky životaschopnými i pro pozemní aplikace.

Vývoj je zatím v rané fázi, ale výsledky ukazují obrovský potenciál integrovaných fotovoltaicko-elektrolytických systémů pro efektivní výrobu zeleného vodíku. Tým nyní hledá investory pro komercializaci technologie prostřednictvím plánovaného spin-offu Clearsun Energy.