組み立てられた効率的な太陽水素エネルギーシステム

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ビデオ: クリーンエネルギー!水素の作り方 2022, 12月
組み立てられた効率的な太陽水素エネルギーシステム
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Ecole Polytechnique de lausanne(EPFL)の研究者は、市販のコンポーネントから太陽水素エネルギーシステムを組み立てました。彼らの研究はJournalof Electrochemical Societyに掲載されており、スイスの学校からの報告書に要約が記載されています。研究者によると、彼らのシステムでは、太陽光を水素に変換する効率は14.2%であり、これは現在存在するすべての同様のデバイスの中で最高の指標です。

太陽水素エネルギーシステムは、充電式水素電池とも呼ばれます。それらは、電気を生成するソーラーパネル、水の容器、および水素と酸素を分離する膜で構成されています。昼間、ソーラーパネルは電気を生成し、それは水を電気分解するために使用されます。得られた水素は特殊なタンクに貯蔵され、夜間に燃料電池で発電するために使用できます。

今日存在するそのようなシステムのほとんどは、酸素と水素を分離するために希土類金属を含む複雑なフィルターを使用することが多いため、技術的に複雑で高価です。スイスの開発者は、2つのニッケル電極の分離システムを作成し、その間にデュポンの高分子膜ナフィオンを配置しました。このような膜は高いイオン伝導性を提供しますが、分子状の水素または酸素がその陰極および陽極領域に浸透することを許可しません。

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太陽水素エネルギーシステムの図

電気分解用の電流を生成するために、研究者たちは結晶性およびアモルファスシリコンで作られたソーラーパネルを使用しました。研究者によると、直列に接続された3つの小さなそのようなパネルだけが、電気分解を開始するのに十分な電圧を供給することができ、同時に比較的高い短絡電流を持っていたため、水中で電極を接続するときの電圧はそうではありませんでした非常に落下して、核分裂反応が停止した。

研究者たちは、14平方メートルをカバーするソーラーパネルを備えたプロトタイプの太陽水素システムを組み立てました。開発者によると、このシステムは1年以内に大量の水素を生成できるため、水素燃料電池を搭載した電気自動車が約1万キロメートル走行するのに十分です。近い将来、開発者はソーラーパネルシステムと分子状酸素および水素分離器を変更して、変換効率を最大16パーセント向上させる予定です。

今年の2月以来、カリフォルニア州ポートヴァイニミにある米国海軍遠征司令部は、ボーイングが開発した太陽水素エネルギーシステムのテストを行っています。このシステムは、セラミック膜を使用して分子状酸素と水素を分離します。システムの詳細は明らかにされていない。テストが完了した後、そのような充電式水素電池はいくつかの米海軍基地に設置されます。

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