تولید هیدروژن به کمک انرژی خورشیدی

به گزارش "برق نيوز" دانشمندان انستیتو ملی تکنولوژی و استانداردها (NIST) به پیشرفت مهمی در سلول‌های فوتوالکتروشیمیایی (PEC) –دستگاه‌های کوچکی که عملکردشان شبیه سلول‌های فتوولتائیک است – دست بافته‌اند. این تیم تحقیقاتی به‌طور خوشبینانه‌ای معتقدند که یک روز ابداع آن‌ها منجر به تولید هیدروژن توسط انرژی خورشیدی و با هزینه‌ای معقول خواهد انجامید.

روند کار این تکنولوژی بدین صورت است که با قرار دادن سلول PEC در معرض نور خورشید، انرژی خورشیدی در فوتون‌ها می‌تواند به الکترون‌ها (یا به‌عبارتی جریان الکتریسیته) تبدیل شود. توان الکتریکی برای انجام پروسه‌ای شیمیایی که کارش شکافت مولکول آب به ذرات ریزتر است استفاده می‌شود. اتفاق شگفت‌انگیز زمانی رخ می‌دهد که این ذرات دوباره به یکدیگر متصل می‌شوند، که این عمل موجب آزاد شدن دو محصول فرعی خواهد شد: آب و حرارت (به‌صورت انرژی).

این اختراع حول طراحی یک فلز عایق نیمه رسانا (metal-insulator-semiconductor: MIS) که بهبود یافته‌ی مدل‌های پیشین از لحاظ بازدهی و دوام است می‌چرخد. بازدهی این مدل ۲.۹ درصد (۱۵ برابر بیشتر دستگاه‌های مشابه، اما بسیار پایین‌تر از بازدهی پنل‌های خورشیدی) است.

هیدروژن مزیت‌های زیادی در قیاس با دیگر حامل‌های ارژی دارد: بازدهی، عدم آلودگی و تثبیت نوسانات انرژی در شبکه برق از آن جمله است. همان‌طور که می‌دانید در سلول‌های فتوولتائیک، خورشید جریان ثابتی از انرژی را تحویل نمی‌دهد؛ این امر در مورد باد و توربین‌های بادی هم صادق است.

در حال حاضر پروسه‌های شکافت هیدروژن بسیان هزینه‌بر می‌باشند. و به همین دلیل است که تیم‌های تحقیقاتی زیادی مانند تیم NIST در حال تلاش برای کاهش هزینه‌ها هستند.