Ученые достигли рекордного КПД 31,3% в превращении солнечного света в водород

Ученые из Института солнечных энергетических систем Фраунгофера (Fraunhofer ISE) представили экспериментальную систему, способную напрямую преобразовывать энергию солнца в водород с впечатляющим КПД — 31,3%. Этот показатель является одним из самых высоких в мировой практике и открывает новые горизонты для удешевления промышленного выпуска экологически чистого топлива.

Традиционные технологии производства «зеленого» водорода требуют двухстадийного процесса: сначала солнечные панели генерируют электрический ток, который затем направляется на электролизёр. Подобная схема неизбежно приводит к значительным энергопотерям на этапе преобразования.

Уникальность новой разработки заключается в исключении посреднических звеньев. Инженеры интегрировали фотоэлектрические элементы непосредственно с протонно-обменными мембранными электролизёрами, что позволило существенно минимизировать расход энергии.

В основе системы лежит технология концентрированной фотовольтаики. Массив линз Френеля фокусирует интенсивный световой поток на ячейках, генерируя напряжение свыше 4 вольт. Этого ресурса достаточно для прямого питания двух последовательно подключенных электролизёров, где и происходит расщепление молекул воды на водород и кислород.

Несмотря на компактный размер линз (около 64 кв. см), полевые испытания подтвердили, что установка конвертирует в химическую энергию водорода 31,3% солнечного излучения.

Руководитель научной группы Франк Димрот подчеркивает, что проект находится на начальной стадии, поэтому о массовом коммерческом внедрении говорить пока рано. Сейчас команда сфокусирована на поиске инвестиций для запуска стартапа Clearsun Energy, целью которого станет доработка и масштабирование технологии для нужд рынка.

Разработчики уверены, что симбиоз концентраторных солнечных панелей и прямого электролиза — это перспективный путь к созданию наиболее эффективных систем получения экологически чистого топлива в ближайшем будущем.

Источник: iXBT