Belgijscy naukowcy opracowali elektrolizer zintegrowany z fotowoltaiką
Grupa naukowców z belgijskiego instytutu badawczego Imec zaprojektowała system składający się z elektrolizera do syntezy wodoru oraz fotwoltaiki, z której zasilany jest elektrolizer (PV-EC). Sprawność generacji wodoru wyniosła 10 proc. Badacze sugerują, że pomysł może w przyszłości znaleźć zastosowanie komercyjne.
Opracowany przez naukowców elektrolizer składa się z dwóch niklowych elektrod nanosiatkowych o grubości 4 mikrometrów i dużej powierzchni właściwej. Do zasilania układu naukowcy wykorzystali ogniwa fotowoltaiczne o wymiarach 156 x 156 mm wykonane w technologii heterozłączowej. Stworzyli z nich układ, w którym ogniwa połączone były na zakładkę, tak jak w technologii Shingled (gontowe układanie ogniw krzemowych i łączenie ich za pomocą specjalnej pasty przewodzącej).
Badacze łączyli ogniwa szeregowo i w zależności od tego, ile ich połączyli naraz, osiągali różną wartość napięcia obwodu otwartego (Voc) – od 0,7 do 4,3 V. Jak wyjaśniają, aby uzyskać gęstość prądu w elektrolizerze na wysokim poziomie 20–100 mA/cm2, wystarczy napięcie w przedziale 1,8–2,2 V. Do uzyskania takiego wyniku wystarczy połączenie 3–4 ogniw krzemowych w jeden szereg.
Poziom generacji wodoru
Testowany w standardowych warunkach układ PV-EC był w stanie generować wodór przez około 20 godzin ze sprawnością na poziomie 10 proc. przy gęstości prądu 60 mA/cm2. Zdaniem belgijskich badaczy odnotowana podczas doświadczenia gęstość prądu jest jedną z najwyższych, jakie osiągnięto przy okazji testów podobnych układów PV-EC. Podczas badania mierzono m.in. prąd roboczy, napięcie i przepływ gazowego wodoru.
Podając zalety swojego rozwiązania, naukowcy podkreślają, że koszt samego elektrolizera jest niewielki. A zasilanie go energią pochodzącą z fotowoltaiki nie tylko pozwala na ograniczenie wykorzystania konwencjonalnych źródeł energii, ale też jeszcze mocniej redukuje koszty wytwarzania H2.
PV-EC czekają jeszcze długie testy stabilności w realnych warunkach. Badacze jednak sądzą, że opracowany układ może w przyszłości nadawać się do komercjalizacji.
Opis eksperymentów znajduje się w artykule opublikowanym online.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
