Kaynak:spectrum.ieee.org
Topluluklar yenilenebilir elektrik için feryat ederken, güneş panelleri dünya çapında çatılarda ve bahçelerde çoğalıyor. Ancak Belçika'daki mühendisler, panellerin ışıkları açık tutmaktan daha fazlasını yapabileceğini söylüyor - ayrıca yerinde hidrojen gazı üreterek ailelerin karbon ayak izlerini genişletmeden evlerini ısıtmasına olanak tanıyor.
bir takımKatholieke Universiteit Leuvenveya KU Leuven,geliştirdiğini söylüyorhavadaki nemi kullanarak güneş ışığını doğrudan hidrojene dönüştüren bir güneş paneli. Prototip su buharını alır ve onu hidrojen ve oksijen moleküllerine böler. Başarılı bir şekilde ölçeklenirse, teknoloji hidrojen ekonomisinin karşı karşıya olduğu büyük bir zorluğun üstesinden gelmeye yardımcı olabilir.
Hidrojen, fosil yakıtlardan farklı olarak, yakıt hücresiyle çalışan araçlarda veya binalarda kullanıldığında sera gazı emisyonu veya hava kirliliği oluşturmaz. Yine de bugün üretilen hidrojenin neredeyse tamamı birEndüstriyel süreçdoğal gaz içerir ve bu sonuçta atmosfere daha fazla emisyon pompalar.
Az ama giderek artan sayıda tesis, su moleküllerini elektrik kullanarak bölen elektroliz kullanarak "yeşil" hidrojen üretiyor - ideal olarak rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir kaynaklardan. Belçika'daki ekip de dahil olmak üzere diğer araştırmacılar, doğrudan güneş enerjili su bölme teknolojileri olarak adlandırılan şeyi geliştiriyorlar. Bunlar, büyük, pahalı elektroliz tesislerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, suyu doğrudan güneş paneli üzerinde bölmek için kimyasal ve biyolojik bileşenler kullanır.
"Daha kolay veya daha verimli bir şekilde hidrojen yaratmanın bir yolunu bulmak, belki de Kutsal Kase arayışıdır" diyor.Jim Fenton, kim yönlendirirFlorida Güneş Enerjisi MerkeziCentral Florida Üniversitesi'nde.
KU LeuvenBelçika'nın Felemenkçe konuşulan kuzey bölgesi Flanders'ta çimenli bir kampüste oturuyor. Bu ayın başlarında, profesörJohan Martensve ekibi deYüzey Kimyası ve Kataliz Merkeziprototiplerinin bir dünya rekoru olduğunu iddia ettikleri tam bir yıl boyunca günde ortalama 250 litre hidrojen üretebileceğini açıkladı. İyi yalıtılmış bir Belçika evinde yaşayan bir aile, bir yıl boyunca güç ve ısıtma ihtiyaçlarını karşılamak için bu panellerin yaklaşık 20'sini kullanabileceğini tahmin ediyorlar.
Güneş paneli, yaklaşık olarak bir mutfak buzdolabının veya bu muhabirin yüksekliği olan 1,65 metre uzunluğundadır ve yaklaşık 210 watt'lık bir nominal güç çıkışına sahiptir. Ekip, sistemin aldığı güneş enerjisinin yüzde 15'ini hidrojene dönüştürebileceğini söylüyor. Bu, 10 yıl önce elde ettikleri yüzde 0,1 verimlilikten önemli bir sıçrama. (Ayrıca, geçen yıl uluslararası araştırmacılarbaşardıklarını söylediDoğrudan güneş enerjili su bölünmesinden hidrojen üretiminde yüzde 19 verimlilik.)
Ancak Martens'in laboratuvarı teknolojisi konusunda ağzı sıkıydı.Tom Bosserez, doktora sonrası araştırmacı, fikri mülkiyet endişelerini öne sürerek herhangi bir ayrıntıyı açıklamayı reddetti. Yalnızca laboratuvarın “katalizörler, membranlar ve adsorbanlar” konusunda uzmanlaştığını söylüyor.
Bosserez bir e-postada, "Bu alandaki uzmanlığımızı kullanarak, havadan su alıp güneş enerjisi kullanarak hidrojene ayırmada çok verimli bir sistem geliştirmeyi başardık" dedi. On yıllık geliştirme sürecinde karşılaştıkları mühendislik zorluklarından bazıları sorulduğunda, "En zor kısım suyu havadan çıkarmaktır" diyor.
Bosserez, araştırmalarının "yayınladığımızın ötesine geçtiğini" söylese de, akademik makaleler teknoloji hakkında dağınık ipuçları sunuyor. Son yıllarda mühendisler, gözenekli, çok eklemli malzemeler de dahil olmak üzere çeşitli malzemelerin etkinliğini incelediler.silikon güneş pilleri“mikrometre ölçekli gözenek boyutları” ile;ince film katalizörlerimanganez (III) oksitten yapılmış; ve bir poli (vinil alkol)anyon değişim zarıbir potasyum hidroksit çözeltisi ve nikel bazlı katalizörler içeren.
Martens genel olarak ekibinin değerli metaller ve diğer pahalı bileşenler yerine "ucuz hammaddeler" kullandığını söylüyor. "Uygun fiyatlı ve hemen hemen her yerde kullanılabilecek sürdürülebilir bir şey tasarlamak istedik."VRT'ye söyledi, Belçika'da bir kamu yayın ağı.
Araştırmacılar prototiplerini kırsaldaki Oud-Heverlee kasabasındaki bir evde test etmeyi planlıyorlar. Hidrojen, yaz aylarında küçük bir yeraltı basınçlı kapta depolanacak, daha sonra kış aylarında evin her yerine pompalanacaktı. Her şey plana göre giderse Martens, ekibin eve 20 panel kurabileceğini veya diğer ailelerin “yeşil” hidrojeni kullanmasına izin vermek için daha büyük bir mahalle sistemi inşa edebileceğini söylüyor.
Florida Güneş Enerjisi Merkezi'nden Fenton, hidrojen üreten güneş panellerinin ekonomik olarak uygulanabilir olup olmayacağını veya ne zaman olacağını belirlemek için çok erken olduğunu söylüyor. Teknoloji hala çok erken geliştirme aşamasındadır ve özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde doğal gaz gibi mevcut ısıtma yakıtları nispeten ucuzdur. Bununla birlikte, ülkeler iklim değişikliğini ele almak için çalıştıkça ve daha fazla topluluk çatıdaki güneş enerjisi gibi yerel yenilenebilir enerji altyapısını kurdukça, bu hidrojen sistemleri için potansiyel bir rol görüyor.
Fenton, "Uygulama işe yararsa, depolayıp evimin ısıtılması, yemek pişirmek için kullanabileceğim, belki de yakıt hücreli arabamda çalıştırabileceğim hidrojen üretmeye çok uygun olabilir" diyor. “Bu fütüristik türden fırsatlar. Ama yine de hazırlanmamız gereken bir şey.”
