Inovatívny strešný panel vyrába vodík lacno a jednoducho

Solárne panely sú skvelý spôsob, ako zachytávať slnečnú energiu na výrobu elektriny. Ďalší spôsob využitia slnečnej energie, ktorý sa vo svete rýchlo rozširuje, je umelá fotosyntéza, ktorá sa dá použiť na štiepenie vody na vodík na palivo alebo na výrobu kvapalných palív z oxidu uhličitého a vody. Výskumníci v Nemecku a Kanade teraz urobili veľký krok k tomu, aby sa takéto solárne palivá stali dostupnými a bežnými. V štúdii uverejnenej v časopise Joule uvádzajú podrobný návrh reaktorov podobných panelom, ktoré by mohli vyrábať vodík na strechách domov.

Výskumníci tvrdia, že fotoreaktory sú lacné, majú jednoduchý dizajn a mohli by sa ľahko vyrábať pomocou hromadných výrobných postupov s použitím bežne známych plastov. A na rozdiel od iných doteraz vyrobených systémov tento návrh ponúka vysokú energetickú účinnosť bez potreby sledovať slnko. Navyše ide o kompaktný systém, ktorý je jednoduchší na údržbu a prevádzku. Vodík sa dnes získava najmä zo zemného plynu, pričom pri tomto procese vzniká oxid uhličitý. Umelá fotosyntéza je ekologickou cestou na výrobu udržateľného vodíka pre osobné a nákladné vozidlá a na vykurovanie domácností.

Využíva špeciálne katalyzátory, ktoré absorbujú slnečné svetlo a spúšťajú reakcie štiepenia vody. Takéto fotoreaktory sa ukázali ako sľubné v malých laboratórnych zariadeniach a strešných demonštráciách. Teraz sa výskumníci snažia zvýšiť účinnosť a znížiť náklady na výrobu vodíka zo slnečnej energie. V ideálnom prípade by mal fotoreaktor viesť dopadajúce slnečné svetlo k fotokatalyzátoru takmer bez strát bez ohľadu na to, odkiaľ prichádza alebo kde sa práve nachádza slnko.

Výskumníci vytvorili takýto fotoreaktor, ktorý sa skladá zo stoviek paralelných reakčných kanálov v tvare písmena V, pričom každý z nich má v spodnej časti dutinu v podobe trubice. Vnútorné povrchy kanála a trubice sú pokryté zrkadlovým reflexným materiálom. Tvar písmena V zachytáva svetlo prichádzajúce z rôznych smerov a smeruje ho do dutiny v tvare trubice, ktorá obsahuje vodu a fotokatalyzátor.

Sústavy kanálikov by mohli byť vytlačené 3D tlačou z bežných plastových materiálov a potiahnuté tenkou hliníkovou vrstvou. Výskumníci odhadujú, že materiálové náklady na fotoreaktorový systém by boli približne 22 USD za štvorcový meter. Súčasný systém vykazuje účinnosť 5,8 %, čo je na použité materiály vysoká hodnota, píše tím. Teraz pracujú na vývoji lepších fotokatalyzátorov a optimalizácii reaktora s cieľom zvýšiť účinnosť.

Zdroj: anthropocenemagazine.org.