Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Magazynowanie energii słonecznej na czas słoty za pomocą konwersji wodoru

Prosty i opłacalny sposób magazynowania energii słonecznej w postaci wodoru może pomóc państwom członkowskim UE osiągnąć cele związane z energią odnawialną.
Magazynowanie energii słonecznej na czas słoty za pomocą konwersji wodoru
Energia słoneczna jest odnawialna i jest jej pod dostatkiem, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie Europy na energię, ale nie ma gwarancji słonecznych dni. Znalezienie opłacalnych sposobów magazynowania energii słonecznej na pochmurne dni rozwiązałoby po części ten problem. Takie wyzwanie podjęli partnerzy projektu COCHALPEC, dofinansowanego z unijnego stypendium wewnątrzunijnego Marie Curie (IEF), nad którym prace zakończyły się oficjalnie w maju 2015 r.

Ich sukces może wspomóc państwa członkowskie w wywiązaniu się z obowiązków nałożonych przez dyrektywę w sprawie odnawialnych źródeł energii, zgodnie z którą UE ma zaspokajać do roku 2020 co najmniej 20% swojego łącznego zapotrzebowania na energię ze źródeł odnawialnych. Dyrektywa określa konkretne cele w zakresie odnawialnych źródeł energii dla każdego kraju, których rozpiętość wynosi od 10% na Malcie do 49% w Szwecji.

Punktem wyjścia projektu COCHALPEC (Development of electrodes based on copper chalcogenide nanocrystals for photo-electrochemical energy conversion) było opracowanie wydajnych i opłacalnych paneli fotowoltaicznych generujących prąd elektryczny w celu rozszczepienia cząsteczek wody na tlen i wodór (wykazano bowiem, że wodór jest opłacalną formą paliwa słonecznego). Koncepcja jest prosta, ale koszt technologii rozszczepiania był jak dotąd zbyt wysoki, aby wprowadzić je na rynek.

W odpowiedzi na to wyzwanie zespół COCHALPEC znalazł sposób na produkowanie efektywnych i opłacalnych paneli fotowoltaicznych, które bezpośrednio wytwarzają wodór słoneczny. Kluczem do tego rozwiązania było wykorzystanie tak zwanych materiałów 2D (określanych czasami mianem jednowarstwowych), które składają się z pojedynczej warstwy atomów. Prawdopodobnie najbardziej znanym materiałem 2D jest grafen – jednowarstwowy grafit, który, podobnie jak inne potencjalne materiały 2D, posiada wyjątkowe właściwości elektroniczne.

Wyprodukowanie grafenu do pokrycia wystarczająco rozległego obszaru, aby zebrać użyteczną ilość energii słonecznej nie jest tanie. Dlatego też zespół opracował nową, opłacalną metodę produkcji z zastosowaniem diselenku wolframu. Najnowsze wyniki badań sugerują, że ten materiał 2D ma właściwości przewodzenia podobne do grafenu i mógłby stać się efektywnym materiałem do bezpośredniej konwersji energii słonecznej na paliwo wodorowe.

Następnie zespół zajął się poszukiwaniem opłacalnego sposobu produkowania paneli fotowoltaicznych na bazie diselenku wolframu. Udało się go osiągnąć poprzez wymieszanie diselenku wolframu z płynnym rozpuszczalnikiem, który przekształcił materiał w cienkie płatki 2D. Płatki zostały następnie równomiernie rozłożone, tak aby utworzyć wysokiej jakości cienką warstewkę, która z kolei została przeniesiona do nowo zaprojektowanego panelu nośnego z tworzywa sztucznego.

Testy końcowe z powodzeniem wykazały, że za pomocą tej opłacalnej metody można osiągnąć wysokie wskaźniki efektywności konwersji energii słonecznej na wodór. Co niezwykle obiecujące, zespół będący autorem tej innowacji jest przekonany, że nowa metoda sprawdzi się na skalę komercyjną.

Sukces projektu dowodzi skuteczności finansowania za pośrednictwem unijnych stypendiów IEF Marie Curie, które wspomagają naukowców pragnących rozwijać swoją karierę w Europie, poza swoim krajem ojczystym. Prócz zgromadzenia kluczowej wiedzy eksperckiej do pracy nad konkretnym projektem – w tym przypadku COCHALPEC – dofinansowanie umożliwia także europejskim naukowcom poszerzenie horyzontów i polepszenie perspektyw kariery.

Źródło: Na podstawie komunikatu prasowego projektu COCHALPEC.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę