Produzione efficiente di idrogeno solare tramite l'accoppiamento diretto di celle solari a concentrazione e elettrolizzatori
Il Fraunhofer ISE è alla ricerca di investitori per una spin-off
Annunci
La scissione dell’idrogeno dalle molecole d’acqua tramite elettrolisi richiede energia, che idealmente dovrebbe provenire da fonti rinnovabili. Gli scienziati del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE hanno sviluppato un modulo combinato fotovoltaico/elettrolitico in grado di produrre idrogeno in modo efficiente direttamente dall’energia solare. A tal fine, la molecola d’acqua viene scissa sfruttando l’elevata fototensione delle celle solari a giunzione multipla, che a loro volta sono collegate elettricamente e termicamente alle celle dell’elettrolizzatore. Un prototipo realizzato dal team di ricerca e testato all’aperto ha convertito fino al 31,3% dell’energia solare in energia chimica, sulla base del potere calorifico superiore dell’idrogeno.
Schema (a sinistra) e fotografia (a destra) che illustrano il proof-of-concept dell'elettrolizzatore alimentato da un concentratore fotovoltaico.
© Fraunhofer ISE
«Per i moduli fotovoltaici/di elettrolisi che abbiamo sviluppato, utilizziamo la cosiddetta tecnologia fotovoltaica a concentrazione», spiega il dott. Juan Francisco Martínez Sánchez, responsabile del progetto per il nuovo sviluppo presso il Fraunhofer ISE. «Una serie di lenti di Fresnel concentra la luce solare diretta su celle solari III-V altamente efficienti, che in questa applicazione presentano una tensione a circuito aperto superiore a 4 volt». Le celle solari III-V sono le più efficienti al mondo, collaudate nel corso di molti anni e stabili nel lungo periodo. Attualmente vengono utilizzate principalmente nel settore spaziale, ma possono anche produrre elettricità in modo economico ed efficiente sulla Terra all’interno di moduli solari a concentrazione.
«Per la produzione di idrogeno, abbiamo collegato queste celle solari direttamente al catodo e all’anodo di due celle di elettrolisi PEM collegate in serie, ottenendo così una perfetta corrispondenza tra le due caratteristiche elettriche», aggiunge il dott. Tom Smolinka, responsabile del dipartimento di elettrolisi a membrana presso il Fraunhofer ISE. L’elettricità proveniente dalle celle solari viene così utilizzata direttamente per la produzione di idrogeno senza deviazioni e, di conseguenza, senza perdite. Nei test sul campo, il nuovo prototipo del modulo fotovoltaico/elettrolitico, con una superficie della lente di 64 centimetri quadrati, ha convertito fino al 31,3% dell’energia solare in energia chimica, in base al potere calorifico superiore dell’idrogeno.
«Il nostro nuovo record dimostra che l’idrogeno può essere prodotto in modo molto efficiente direttamente dalla luce solare», afferma il dott. Frank Dimroth, responsabile del Dipartimento di Fotovoltaico III-V e Tecnologia dei Concentratori presso il Fraunhofer ISE. «Lo sviluppo è ancora nelle fasi iniziali ed è difficile prevedere in quanto tempo saremo in grado di realizzare sistemi competitivi. Per sviluppare ulteriormente il concetto, stiamo cercando investitori per la nostra spin-off in progetto, Clearsun Energy».
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Altre notizie dal dipartimento scienza
