QAZAQ GREEN. Водород, полученный с помощью солнечной энергии, может заменить ископаемое топливо и снизить выбросы CO2. Он важен для трансформации промышленных процессов с целью уменьшения их климатического воздействия. Важно, чтобы водород производился без углеродного следа, что достигается с помощью электролиза воды с использованием возобновляемой энергии, сообщается на сайте Fraunhofer.

В рамках проекта Neo-PEC специалисты Fraunhofer разработали тандемный модуль для производства зеленого водорода. Этот модуль использует солнечную энергию для прямого расщепления воды с помощью фотоэлектрохимической ячейки (PEC).

Основой разработки является тандемный модуль PEC, который отличается от традиционных фотоэлектрических аналогов тем, что весь процесс электролиза происходит в одном блоке. Это позволяет эффективно разделять водород и кислород.

Для производства тандемных ячеек на стандартное стекло наносят полупроводниковые материалы. Одна сторона модуля поглощает коротковолновую часть света, а другая — длинноволновую. В результате водород выделяется на катоде, а кислород на аноде.

Реактор с активной площадью поверхности в полквадрата генерирует водород, который можно улавливать и измерять. Один модуль в европейских условиях вырабатывает более 30 килограммов водорода в год на площади 100 квадратных метров, что позволяет автомобилю на водородном топливе проехать 15 000 - 20 000 километров.

Компактные элементы можно соединять по мере необходимости без негативных побочных эффектов. Это делает решение Fraunhofer удобным для масштабирования от отдельных модулей до больших площадей.

Проект Neo-PEC объединил опыт трех институтов Fraunhofer. Материалы и обработка фотоактивного слоя были исследованы Fraunhofer IKTS, покрытие на большие площади обеспечил Fraunhofer IST, а разработкой реактора и оценкой модулей занимался Центр кремниевой фотовольтаики CSP. Модули успешно прошли полевые испытания и были представлены на выставке Achema 2024 во Франкфурте.

В будущем планируется продолжить межинститутское сотрудничество и развивать проект с частным сектором для децентрализованного производства водорода.