Эффективность водородного модуля SunHydrogen площадью 100 см² превысила 10%

Репортаж от Wedoany，SunHydrogen — фотоэлектрохимическая компания из Айовы, чей водородный модуль площадью 100 см² продемонстрировал эффективность преобразования солнечной энергии в водород (STH) более 10% в ходе предварительных испытаний в лаборатории Sparc Hydrogen.

Ранее эффективность преобразования солнечной энергии в водород на активной площади этого модуля площадью 100 см², измеренная в исследовательском центре Honda, составляла 10,8%. Honda и SunHydrogen продолжают сотрудничество в рамках соглашения о совместной разработке, нацеленного на превращение этой технологии в устанавливаемые водородные панели и обеспечение экономически эффективного коммерческого производства.

Директор по развитию бизнеса SunHydrogen Тор Эрик Хофтун рассказал pv magazine, что система использует интегрированную архитектуру «полупроводник-электрокатализатор», включающую светопоглощающий полупроводник, специально разработанные контакты и катализаторы расщепления воды, которые работают совместно как единый модуль производства водорода. При поглощении солнечного света полупроводник генерирует электроны и дырки, контакты направляют носители заряда к интегрированным катализаторам выделения водорода и кислорода соответственно: электроны обеспечивают выделение водорода, а дырки — выделение кислорода.

В традиционных фотоэлектрических модулях расположение ячеек и электрические контакты предназначены главным образом для подачи электроэнергии во внешние цепи (например, в отдельные стеки электролизеров); полупроводниковые модули SunHydrogen, напротив, специально разработаны для прямого преобразования солнечной энергии в водород.

По словам Хофтуна, если говорить языком фотоэлектрических технологий, вольт-амперная характеристика полупроводника согласована с электрохимической нагрузкой, что позволяет связанному модулю работать в рабочей точке, обеспечивающей максимальное преобразование падающего солнечного излучения в химическую энергию водорода.

Модуль производства водорода работает внутри корпуса реактора, который отвечает за циркуляцию электролита, а также за сбор и обработку водорода и кислорода. Благодаря прямой связи фотоэлектрических и электрохимических функций данная архитектура не требует отдельного стека электролизера и позволяет исключить большую часть обычного оборудования для преобразования электроэнергии. На пилотном и системном уровне вспомогательные компоненты системы (BOS) по-прежнему используются для циркуляции электролита, обработки газа, мониторинга, управления и обеспечения безопасности.

После публикации результатов испытаний SunHydrogen заключила соглашение с австралийской компанией Sparc Hydrogen. Sparc Hydrogen разрабатывает процесс производства водорода без использования электролизера, применяя концентрированный солнечный свет, воду и фотокатализаторы. Стороны планируют оценить возможность интеграции модулей SunHydrogen в реакторы Sparc Hydrogen для снижения себестоимости производства водорода.

Хофтун отметил, что в рамках 24-месячного сотрудничества с Sparc Hydrogen прогресс лабораторных испытаний под концентрированным солнечным светом будет зависеть от достижения технических этапов; затем последуют испытания под открытым солнцем и оценка нормированной стоимости водорода на объекте Sharp компании Sparc Hydrogen в Южной Австралии, а также возможно заключение соглашения о поставках модулей или лицензировании производства.

Хофтун добавил, что SunHydrogen совместно с производственными партнерами, такими как CTF Solar, продвигает продукты с более высокой эффективностью, разработанные совместно с исследовательским подразделением Honda.

В ходе испытаний на открытом воздухе SunHydrogen достигла эффективности, близкой к 9%, используя разработанный модуль площадью 1,92 м², сопоставимый по размеру с фотоэлектрическими панелями.

По словам Хофтуна, если совместный проект с исследовательским подразделением Honda будет продлен, на следующем этапе планируется довести эффективность преобразования солнечной энергии в водород на активной площади модульной архитектуры до почти 15%, с акцентом на преобразование ее в более крупные, пригодные для производства модули.