Verbeterde waterstofproductie via geconcentreerde zonne-energie

Wetenschappers van het Zwitserse EPFL Laboratorium voor Hernieuwbare Energie Wetenschap en Technologie (LRESE) ontwikkelden een verbeterd foto-elektrochemisch systeem dat, in combinatie met geconcentreerde zonne-instraling (CSP) zonne-energie in waterstof kan veranderen met een conversiepercentage van zeventien procent.

In het apparaat stroomt een dunne laag water over een zonnecel om deze af te koelen. Daardoor blijft de systeemtemperatuur relatief laag en verbeteren de prestaties van de zonnecel. De door het water geëxtraheerde warmte wordt vervolgens gebruikt om de chemische reactie van de katalysatoren te verhogen. Door het ontwerp van het systeem kan het veel beter omgaan met het variabele patroon van zonne-instraling.

De onderzoekers gebruikten de zonnesimulator van de LRESE om de stabiele prestaties van hun apparaat te demonstreren. De resultaten van de demonstraties op laboratoriumschaal waren zo veelbelovend dat het apparaat is opgeschaald en nu buiten wordt getest op de Lausanne-campus van EPFL. Het onderzoeksteam installeerde een parabolische spiegel van zeven meter diameter die de zonnestraling met een factor duizend concentreert en het apparaat aandrijft.

De wetenschappers schatten dat hun systeem meer dan 30.000 uur kan draaien – of bijna vier jaar – zonder vervanging van onderdelen en tot twintig jaar als sommige onderdelen elke vier jaar worden vervangen. Hun zonneconcentrator draait en volgt de zon aan de hemel om de opbrengst te maximaliseren. Bij zonnig weer kan het systeem tot één kilogram waterstof per dag genereren, wat genoeg brandstof is voor een waterstofauto om honderd tot 150 kilometer te rijden.

De wetenschappers denken de technologie binnenkort commercieel op de markt te kunnen brengen via een nieuw opgericht bedrijf SoHHytec.