Jedną z głównych metod produkcji wodoru dla ogniw paliwowych jest wykorzystanie sztucznej fotosyntezy do podziału wody na wodór i tlen. Niestety obecnie używane urządzenia cierpią na problemy z wydajnością. Teraz jednak nowa hybrydowa komórka może pomóc odzyskać część energii, która w przeciwnym razie uległaby zmarnowaniu.
W ostatnim czasie badacze dokonali wielkich postępów w produkcji wodoru przy pomocy sztucznej fotosyntezy. Poprawili oni wydajność, obniżyli koszty i zaimplementowali rozwiązania, które pozwalają tworzyć m.in. urządzenia pływające po powierzchni oceanu w celu wytwarzania wodoru. Ale pomimo poprawy, efektywność nadal pozostaje bolączką. Urządzenia do fotosyntezy mają efektywność na poziomie kilku procent, jeśli chodzi o wykorzystanie promieni słonecznych. W porównaniu do zwykłych systemów fotowoltaicznych, które często osiągają 20-procentową sprawność (a wiadomo nawet o 45%) jest to dość przeciętny wynik.
Naukowcy z Berkeley Lab oraz the Joint Center for Artificial Photosynthesis zajęli się tym problemem. Ich zdaniem winne są nie-krzemowe elementy służące do rozszczepiania wody, które obniżają efektywność krzemu. Inżynierowie dodali drugi kontakt elektryczny z tyłu elementu krzemowego. Rozdziela on energię wytwarzaną przez chwytanie światła słonecznego i rozdziela wodę na wodór i tlen, a część magazynuje jako energię elektryczną. Nowa hybrydowa komórka nazywa się HPEV.
Dla porównania naukowcy obliczyli, że dotychczasowe metody wykorzystujące wanadan krzemu i wanadan bizmutu mają wydajność ok. 6,8 procent. Dla porównania, komórka HPEV wykonana z tych samych składników zamieni dodatkowe 13,4 procent energii słonecznej na energię elektryczną. Łącznie osiągnie on wydajność 20,2 procent.
[Źródło: newatlas.com; grafika: JCAP]
Czytaj też: Plastikowe odpady mogą zostać wykorzystane do produkcji paliwa wodorowego
