Вчені досягли рекордної ефективності виробництва водню із сонячного світла

Дослідники Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера (Fraun­hofer ISE) розробили експериментальну установку, здатну перетворювати сонячне світло безпосередньо на водень з рекордною ефективністю — 31,3%. Розробники називають це одним із найкращих результатів, будь-коли зафіксованих для подібних систем.

Традиційні установки працюють у два кроки: спочатку сонячні панелі генерують електрику, яка потім живить електролізер, що розщеплює воду на водень і кисень. На кожному з цих етапів частина енергії неминуче втрачається.

Нова система позбавлена цього недоліку — вона напряму з’єднує сонячні елементи з протонно-обмінними мембранними електролізерами. Завдяки такій архітектурі вдається суттєво скоротити енергетичні втрати й підвищити загальну ефективність процесу.

Ключову роль у досягненні рекордного показника відіграє концентраторна фотоелектрична технологія. Масив лінз Френеля збирає та фокусує сонячне проміння на фотоелементах, які виробляють напругу понад 4 вольти — достатньо для безпосереднього живлення двох послідовно з’єднаних електролізерів. У них вода розщеплюється на водень і кисень.

Площа лінз експериментального модуля становить лише близько 64 квадратних сантиметри, проте випробування в реальних умовах підтвердили: установка здатна перетворювати приблизно 31,3% падаючої сонячної енергії на хімічну енергію водню.

Керівник проєкту Франк Дімрот наголошує, що технологія перебуває на ранній стадії розвитку і говорити про терміни появи комерційних установок ще зарано. Наразі команда шукає інвесторів для заснування компанії Clear­sun Ener­gy, яка займеться подальшим розвитком розробки та її виходом на ринок.

На думку дослідників, поєднання концентраторних сонячних елементів із прямим підключенням до електролізерів може стати одним із найефективніших шляхів виробництва екологічно чистого водню в майбутньому — і важливим кроком до здешевлення «зеленої» енергетики загалом.