В основе разработки ученых из Института им. Фраунгофера – тандемные фотоэлектрохимические ячейки, собранные в модули. Они напоминают солнечные панели, но с одним важным отличием: все выработанное электричество расходуется на процесс электролиза, который происходит в том же модуле, https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2024/july-2... сайт Института.
Для изготовления тандемного модуля инженеры покрыли стандартные стеклянные модули с обеих сторон полупроводниковый материалом. Этот материал поглощает короткие волны света, а длинные проходят насквозь и поглощаются с обратной стороны. С этой же стороны, или со стороны катода вырабатывается водород, с противоположной – кислород.
Опытным путем исследователи подобрали полупроводниковый материал оптимального качества, который нанесли методом осаждения из газообразной фазы. Толщина пластины увеличилась всего на несколько нанометров. Фотогальванический элемент, привязанный к модулю, обеспечивает дополнительное напряжение, которое усиливает реакцию электролиза.
В результате получился реактор с активной площадью поверхности 50 см2. Комплекс таких модулей общей площадью 100 м2 под европейским солнцем может вырабатывать более 30 кг водорода в год. Легковому автомобилю этого водорода должно хватить на 15-20 тысяч км.
«С точки зрения размеров тандемного элемента, мы ограничены тем фактом, что модуль расщепляет воду напрямую, но электричеству также необходимо для этого пройти от одной стороны модуля к другой. Если увеличить площадь модуля, растущее электрическое сопротивление станет оказывать на систему неблагоприятное воздействие, - отметил Арно Гёрне, руководитель исследовательской команды. – Так что в нынешних условиях, существующий формат оптимален. Он стабильный, надежный и существенно больше, чем любое аналогичное решение».
Китай не только достигнет, но и заметно https://hightech.plus/2024/06/09/v-2025-kitai-virvetsya-v-mi... национальные цели по производству зеленого водорода уже к 2025 году, свидетельствует отчет Rystad Energy. Ожидается, что в этом году производство водорода из возобновляемых источников энергии достигнет 220 000 тонн, что на 20 000 тонн больше установленной цели.
