Компанія Photreon, створена на базі Технологічного інституту Карлсруе (KIT), привернула значну увагу на виставці Hannover Messe, де представила свою технологію виробництва водню та нову фотореакторну панель.
Проєкт продемонстрував прототип площею один квадратний метр, призначений для одержання водню з використанням лише води та сонячного світла.
"Ми уникаємо обхідного шляху, пов'язаного з електролізом, виробляючи хімічну енергію із сонячного світла та води", - сказав співзасновник Photreon Пол Кант.
Ця система працює незалежно від електромережі та не вимагає електролізерів, які зазвичай використовуються у виробництві екологічно чистого водню.
Представивши цю технологію команда продемонструвала метод, який потенційно може знизити бар'єри для впровадження децентралізованої водневої інфраструктури.
Досягнення в галузі фотокаталізу та проєктування реакторів
Стандартні методи виробництва екологічно чистого водню включають два окремих етапи: уловлювання сонячної енергії за допомогою фотоелектричних панелей та подальше використання цієї електроенергії для живлення електролітичної установки.
Підхід компанії Photreon замінює цю двоетапну послідовність одним процесом, відомим як фотокаталіз. "Спеціально розроблені світлочутливі матеріали поглинають енергію сонячного світла, збуджуючи електрони та переводячи їх в активований стан", - йдеться у пресрелізі команди.
Потім ця енергія використовується для прямого розщеплення молекул води на водень та кисень. Цей метод прямого перетворення покликаний знизити технічну складність та високі системні витрати, які раніше обмежували широке використання водневого палива.
Механічна конструкція панелей орієнтована на масштабованість та простоту виробництва. KIT подала патент на внутрішню геометрію реактора, спеціально розроблену для управління взаємодією між перенесенням світла і хімічними реакціями, забезпечуючи при цьому ефективне видалення газоподібного водню.
"Ми розробили геометрію реактора для оптимізації взаємодії перенесення світла, хімічної реакції та видалення продуктів реакції, і ми демонструємо це на нашому прототипі площею один квадратний метр", - додав Кант.
Поширені матеріали та стандартні виробничі процеси
Оскільки у конструкції використовуються поширені матеріали та стандартні виробничі процеси, панелі підходять для масового виробництва. Модульна конструкція технології дозволяє розгортати її у вигляді невеликих блоків на дахах або розширювати до масштабних масивів для створення сонячних водневих ферм в регіонах з високою сонячною активністю.
"Панелі можна використовувати там, де раніше постачання водню було надто дорогим або логістично складним, наприклад, у середніх компаніях, які прагнуть покрити свої майбутні потреби на місці (наприклад, у виробництві спеціалізованої хімії, харчової промисловості або металообробки), або у великих сонячних проєктах у регіонах із рясним сонячним світлом", - підкреслила команда.
Ці панелі дозволяють таким підприємствам виробляти паливо вдома, знижуючи їх залежність від зовнішніх енергетичних мереж.
"У місцях, не підключених до електромереж або водневої мережі, наша технологія відкриває нові можливості для місцевого виробництва", - сказала Марен Кордтс, один зі співзасновників компанії.
Завдяки можливості місцевого виробництва система надає функціональну альтернативу для промислових майданчиків, які раніше вважалися географічно або економічно недоцільними для проєктів з виробництва «зеленого» водню.
У міру того як енергетичний сектор рухається до декарбонізації, цей метод прямого виробництва палива пропонує інший шлях розвитку водневої економіки. Основна увага, як і раніше, приділяється тому, щоб зробити виробництво чистої енергії більш прямим і менш залежним від централізованої інфраструктури.
