Un studiu preliminar privind noua tehnologie a producției de hidrogen solar

O echipă de cercetare de la MIT și Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) a dezvoltat și demonstrat cu succes o celulă termofovoltaică (TPV) capabilă să convertească căldura mai eficient decât turbinele convenționale cu abur, potrivit rapoartelor. electricitate, iar costul este foarte scăzut. Acest lucru are implicații uriașe pentru viitoarele centrale electrice și pentru stocarea energiei în rețea.

Termofotovoltaic (TPV) transformă în principal lumina lungimii de undă infraroșii în energie electrică prin efect fotovoltaic și poate realiza metoda de stocare și conversie a energiei. Cercetătorii intenționează să integreze astfel de celule TPV în bateriile termice la scară de rețea. Sistemul va absorbi excesul de energie din surse regenerabile, cum ar fi energia solară și va stoca această energie într-un rezervor de grafit termic foarte izolat. Atunci când este nevoie de energie, cum ar fi în zilele înnorate, bateria TPV transformă căldura în energie electrică și distribuie energia în rețea.

După cum știm cu toții, cea mai mare parte a energiei electrice umane provine din energia termică, și anume arderea cărbunelui sau a gazelor naturale, fisiunea nucleară, concentrarea energiei solare, care este utilizată pentru a fierbe apa și a învârti turbinele cu abur pentru a produce energie electrică. În ultimul secol și jumătate, a devenit omniprezentă în întreaga lume ca o tehnologie matură, bine optimizată, cu puncte forte și limitări cunoscute.

Una dintre limitări este eficiența. În timp ce unele turbine au convertit cu succes 60% din energia unei surse de căldură în energie electrică, turbina medie funcționează la o eficiență de numai 35%. O altă limitare este căldura, iar turbinele cu abur se bazează pe componente care trebuie să funcționeze la anumite praguri de temperatură.

Noul design își propune să capteze fotoni cu energie mai mare din surse de temperatură mai mare, datorită utilizării materialelor cu bandă mai mare și a mai multor joncțiuni. În testele cuprinse între 1900 de grade Celsius și 2400 de grade Celsius, noile celule TPV au menținut o eficiență de aproximativ 40%. Eficiența medie a celulelor TPV timpurii a fost de aproximativ 20%, iar recordul anterior pentru cea mai mare eficiență a fost de 32%.

Rezultatele cercetării de mai sus au fost publicate recent în celebra revistă științifică "Nature".

Cercetătorii scriu: "Eficiența de 40% a TPV este notabilă, deoarece acum face din TPV o tehnologie a motorului termic care poate concura cu turbinele. Eficiența de 40 la sută este deja mai mare decât eficiența medie a motorului termic pe bază de turbine din SUA, dar ceea ce face ca TPV-urile să fie mai atractive decât turbinele este potențialul lor pentru costuri mai mici, timpi de răspuns mai rapizi, ușurința întreținerii, ușurința integrării cu sursele externe de căldură și flexibilitatea combustibilului."

Funcționând într-un interval de temperatură "potrivit pentru arderea gazelor naturale sau a hidrogenului", noua tehnologie a motorului termic este înțeleasă pentru a ține promisiunea pentru următoarea generație de centrale electrice cu emisii scăzute care pot funcționa la costuri mai mici din surse de ardere Extrageți mai multă putere. În cazul hidrogenului verde, o astfel de instalație nu ar putea emite carbon.

Asegun Henry, profesor la Departamentul de Inginerie Mecanică al MIT și unul dintre cercetătorii proiectului, a declarat: "Celulele fotovoltaice termice sunt ultimul pas critic în demonstrarea faptului că bateriile termice sunt un concept viabil. Aceasta este pe drumul promovării energiei din surse regenerabile și a realizării unei rețele cu emisii zero de dioxid de carbon. pas absolut critic.