Vědci zefektivnili umělou fotosyntézu pro výrobu vodíku

Vodík je jedno z paliv, kterému se předpovídá velká budoucnost. Jeho spalováním totiž nevznikají žádné škodlivé emise. Problémem je však tento vodík vyrobit a zde už jsou emise nemalým problémem. Jedním ze způsobů je umělá fotosyntéza, proces, při kterém se voda rozkládá na vodík a kyslík. Využívá se při tom slunečního světla, které generuje elektřinu, jenže ta se neukládá, nýbrž slouží právě k rozštěpení molekul vody. Zatímco solární panely mají v dnešní době efektivitu kolem 20 % (tolik sluneční energie se přemění na elektřinu), ta není zrovna nejvyšší, pokud se solární energie využije k následné výrobě vodíku. Efektivita celého řešení je jen 6,8 %.

 

 

Vědci z Berkeley Lab a Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) nicméně přišli na to, kde je úzké hrdlo systému a dokázali ho využít ve svůj prospěch. Jde o to, že vzniklá energie se nedá všechna využít, mnoho z excitovaných elektronů nemá kam proudit (nespotřebují se na výrobu vodíku) a nevykonají nic užitečného. Vědci tedy udělali poměrně jednoduchou věc a přidali do celého systému druhý vývod. Zatímco část elektrické energie se spotřebuje na výrobu vodíku, nevyužitý zbytek proudí druhou cestou a zachytí se jako tato elektrická energie (např. v akumulátoru).

 

Výsledkem je, že efektivita výroby vodíku sice zůstává stále na 6,8 %, ale 13,4 % sluneční energie zůstane v systému jako elektřina, která se nyní zachytí a ve výsledku se tak dostáváme na 20,2% efektivitu, kterou ukládáme ve dvou různých formách paliv. Když to celé otočíme, systém Hybrid PhotoElectrochemical and Voltaic (HPEV) je v podstatě tradičním solárním panelem, jen se část z energie rovnou použije na výrobu vodíku a neztratí se v systému ve formě energetických ztrát. Místo cca 20 % uložených v elektřině (jako u standardního panelu) se do elektřiny uloží 13,4 % a do vodíku 6,8 %. Byl i vyzkoušen prototyp, který skutečně fungoval.

 

Zdroj: newscenter.lbl.gov