Ide o prevratný objav a takzvané štiepenie vody sa vďaka nemu stane 10-násobne efektívnejšie.
Nový typ solárneho panelu dosiahol deväťpercentnú efektivitu pri metóde štiepenia vody vďaka procesu zvanému umelá fotosyntéza. Štiepenie vody je postup, pri ktorom sa tekutina rozloží na vodík a kyslík.
Za projektom stojí tím z Michiganskej univerzity a profesor Zetian Mi, ktorý výskumníkov vedie. Pokusy, ktoré preukázali, že metóda s novým polovodičom funguje, sú založené na štúdii, ktorú vedci publikovali hneď na začiatku roka 2023. Profesor Zetian Mi je presvedčený o tom, že proces umelej fotosyntézy sa podarí natoľko zefektívniť, že na tom bude napokon lepšie ako prirodzená fotosyntéza, pri ktorej bunky rastlín tiež štiepia vodu, a podľa neho tento objav povedie ľudstvo k uhlíkovej neutralite.
Zmenšený a odolný polovodič, ktorý je v solárnych paneloch spravidla najdrahšou časťou, dokáže uniesť svetelnú energiu na úrovni 160 sĺnk práve vďaka vysokej odolnosti. Nová technológia má pritom potenciál produkovať vodík ekologicky a lacno.
Farebný vodík
Aktuálne sa vodík získava najmä zo zemného plynu. Takzvaný sivý vodík sa vyrába pomocou procesu parnej reformy zemného plynu (resp. metánu). Pri teplote 700 až 1 000 °C a tlaku 3 až 25 barov sa vodík extrahuje, no okrem neho vzniká aj menšie množstvo oxidu uhličitého a väčšie množstvo oxidu uhoľnatého. Takže napriek tomu, že pri využití vodíka sú sčasti motívy v ekológii a bezemisných vozidlách, pri jeho výrobe nejde práve o ekologický proces.
Nová technológia z Michiganu má však potenciál vyrábať ekologický zelený vodík a výskumníci sa zamerali na dve dôležité vlastnosti nového materiálu. Je to odolnosť voči silnému slnečnému žiareniu, takže polovodič musí vydržať bez poškodenia a energiu zachytiť. Druhý dôležitý aspekt bola metóda štiepenia vody pomocou vysokoenergetickej časti spektra slnečného svitu a ohrievanie celého procesu pomocou nízkoenergetickej časti spektra.
Vysoká intenzita svetla a veľa tepla
Vedci zmenšili polovodič 100-násobne oproti tým, ktoré sa používajú so svetlom s nízkou intenzitou. Okrem toho, že prežije vysokú intenzitu svetla, znesie aj vysoké teploty na úrovni 75 °C a práve tie udržiavajú vodík a kyslík v molekulách vody oddelené. Katalyzátor, ktorý sa pri tom využíva, je na báze nanoštruktúr z nitridov india a gália.
Efektivita takéhoto procesu výroby vodíka bola v exteriéri 6,1 percenta a v interiéri 9 percent. Tím z Michiganskej univerzity plánuje proces ešte zdokonaliť, aby zvýšil jeho efektivitu a zároveň čistotu vyprodukovaného vodíka na takú úroveň, aby ho bolo možné využívať priamo v palivových článkoch bez ďalšieho čistenia.
