Słońce i woda w produkcji wodoru
W ramach finansowanego ze środków UE projektu HYDROSOL-3D zastosowano dwuetapowy cykl rozszczepiania wody w reaktorze monolitycznym wykorzystującym ciepło ze skupionych promieni słonecznych do odnawialnego wytwarzania H2. Czerpiąc z osiągnięć poprzedników (pracujących w ramach inicjatyw HYDROSOL I HYDROSOL-II), naukowcy przygotowali szczegółowy projekt zakładu demonstracyjnego o mocy 1 MW. Zespół przeanalizował dwa scenariusze produkcji H2 przy pomocy termochemicznego rozszczepiania wody. Pierwszy scenariusz polegał na adaptacji technologii do potrzeb istniejącej elektrowni solarnej, natomiast drugi dotyczył opracowania zupełnie nowego zakładu solarno-termochemicznego. Uzupełnieniem prac technicznych było studium wykonalności budowy pełnowymiarowego zakładu oraz analiza rynkowa, umożliwiające określenie realistycznych scenariuszy komercjalizacji. W pierwszych trzech latach realizacji projektu naukowcy przeprowadzili szeroko zakrojone badania związane z optymalizacją materiałów wykorzystywanych do termochemicznego wytwarzania H2. Uzyskano porowate struktury składające się w całości z materiału pochodzącego z reakcji redoks, używając ich jako aktywnych substancji rozszczepiających cząsteczki wody. Ponadto udoskonalono konstrukcję reaktora w celu zmniejszenia strat cieplnych I uzyskania równomiernego rozkładu temperatur przy jednoczesnym zachowaniu modułowości konstrukcji. Opracowano algorytm umożliwiający kontrolowanie temperatury w reaktorach słonecznych poprzez zmienianie liczby heliostatów. Przeprowadzono kampanie doświadczalne na reaktorze HYDROSOL-II w celu walidacji algorytmu kontrolnego I optymalizacji strategii operacyjnej. Testy nowych monolitów z powłoką redoks wskazują na długoterminową stabilność cykliczną przy promieniowaniu słonecznym w wysokich temperaturach. W ramach projektu HYDROSOL-3D powstał kompletny projekt zakładu wraz z systemem sterowania, czujnikami I siłownikami. Prognozuje się wzrost kosztów produkcji H2 ze źródeł nieodnawialnych ze względu na rosnące ceny paliw kopalnych I możliwe wprowadzenie podatków środowiskowych. Jednocześnie udoskonalenie technologii słonecznych (np. Optymalizacja kosztów heliostatów, systemu ich monitorowania oraz pola słonecznego) sprawiłyby, że technologia HYDROSOL stałaby się bardziej konkurencyjna I mogła znaleźć zastosowanie w produkcji dwutlenku węgla.
