Masowa produkcja wodoru z kwasu siarkowego
Projekt "Wysokotemperaturowe cykle termochemiczne" (Hythec) powstał w celu dokonania oceny potencjału dwóch konkretnych cykli termochemicznych, obu opartych na wysokotemperaturowym rozpadzie kwasu siarkowego (H2SO4), którą przeprowadzono za pośrednictwem podstawowego źródła energii słonecznej, aby wyprodukować wodór na bardzo dużą skalę dla zaspokojenia krótko-, średnio- i długoterminowych potrzeb energetycznych. Badacze wybrali cykl siarkowo-jodowy (S-I) oraz wodorowo-siarkowy (HyS), znany także jako cykl Westinghouse'a, uwzględniwszy ich powszechne zastosowanie i szczegółowy opis w literaturze fachowej. Położyli szczególny nacisk na etap produkcji wodoru w cyklu S-I, a także na analizę rozmaitych membran jako alternatywnych, niskoenergetycznych metod separacji w celu zwiększenia efektywności produkcji czystego wodoru. Oprócz przygotowania charakterystyki technicznej cyklu S-I ze szczególnym naciskiem na efektywność, badacze przeprowadzili szczegółowe analizy kosztów i czynników bezpieczeństwa. Opracowali także bazę danych dotyczącą membran i przeprowadzili modelowanie przepływowe, aby określić optymalne parametry procesu. Co więcej, badacze z powodzeniem przetestowali i zademonstrowali wykonalność słonecznego rozszczepiania H2SO4 przy wydajności reaktora wynoszącej do 40%. Opierając się na działaniach dotyczących cyklu S-I, zespół projektu przeprowadził podobne analizy w odniesieniu do cyklu Westinghouse'a w oparciu o sprzężenie ze słonecznym i/lub jądrowym (VHTR, reaktor wysokotemperaturowy) źródłem ciepła. Ostrożna analiza kosztów ukazała, że zakłady opierające się wyłącznie na energii słonecznej najlepiej sprawdzają się w przypadku niewielkiego zapotrzebowania energetycznego, te oparte tylko na energii jądrowej przynoszą największe zyski ekonomiczne w produkcji wielkoskalowej, natomiast zakłady mieszane, korzystające zarówno ze słonecznej, jak i jądrowej energii cieplnej, sprawdzają się najlepiej we wszystkich pozostałych zastosowaniach. Podsumowując, projekt Hythec dowiódł wykonalności rozszczepiania kwasu siarkowego, H2SO4, przy użyciu energii słonecznej do wielkoskalowej produkcji wodoru. Badacze wykazali, że dwa istotne cykle termochemiczne oparte na rozpadzie H2SO4 i wymagające bardzo wysokich temperatur mogłyby zostać wdrożone z wykorzystaniem ciepła słonecznego, połączenia z VHTR lub kombinacji tych dwóch technik, aby efektywnie i masowo produkować wodór. Komercjalizacja wyników projektu powinna znacząco zmniejszyć naszą zależność od paliw kopalnych w produkcji energii elektrycznej i mocy, przy jednoczesnym uzyskaniu istotnych korzyści gospodarczych i środowiskowych.
