Sors: sec.ucf.edu
L-użu tal-enerġija solari biex jipproduċi l-idroġenu jista 'jsir permezz ta' żewġ proċessi: elettroliżi tal-ilma bl-użu ta 'elettriku ġġenerat mix-xemx u qsim dirett tal-ilma solari. Meta tikkunsidra l-elettriku ġenerat mix-xemx, kważi kulħadd jitkellem dwar l-elettroliżi PV. Il-proċess jaħdem. Fil-fatt, l-ewwel intwera fiċ-Ċentru tal-Enerġija Solari ta ’Florida fl-1983 taħt finanzjament permezz taċ-Ċentru Spazjali Kennedy tan-NASA. Għalkemm teknoloġikament fattibbli, għadu mhux ekonomikament vijabbli. Minbarra l-ispiża, hemm il-mistoqsija għaliex tuża l-elettriku, trasportatur tal-enerġija effiċjenti ħafna, biex tiġġenera idroġenu, trasportatur ieħor tal-enerġija, u mbagħad terġa 'tikkonvertih f'elettriku għall-użu? Fi kliem ieħor, l-elettriku huwa tant prezzjuż bħall-elettriku, l-iktar trasportatur mixtieq tal-enerġija tagħna, li forsi ma rridux nużawha għal xi ħaġa oħra għajr dik. Dan hu veru speċjalment jekk l-elettriku huwa magħmul mill-fotovoltajċi. Il-PV bħala sors ta 'enerġija jaqbel mal-ogħla tagħbija tal-arja kkundizzjonata tal-utilitajiet tan-nazzjon' Wieħed huwa ħafna aħjar li juża l-elettriku PV bħala elettriku peress li jaħli wisq biex jużah mod ieħor.
Meta se jagħmel sens li tagħmel l-idroġenu mill-elettriku ġġenerat mix-xemx? It-tweġiba hija li rridu nagħmlu l-idroġenu kull darba li l-elettriku ma jistax jintuża - off peak f'żoni remoti, u matul varjazzjonijiet staġjonali. Idroġenu mir-riħ, idro, ġeotermali jew kwalunkwe forma oħra ta 'elettriku ġġenerat mix-xemx huwa ta' valur meta r-riżorsa ma taqbilx mal-profil tat-tagħbija tal-grilja elettrika.
Jekk l-elettriku mix-xemx permezz ta 'PV-electrolysis-fuel cell ma jagħmilx sens, xi ngħidu għall-PV-electrolytic hydrogen? Fil-fatt, ħafna mid-diskussjoni dwar l-elettroliżi PV tikkonċerna l-produzzjoni tal-idroġenu għall-użu bħala karburant tal-karozzi. Għal darb'oħra, dan ix-xenarju ma jidhirx li huwa vijabbli. Ikkunsidra l-każ ta 'stazzjon tal-fjuwil bl-idroġenu li jqassam 1,000 gallun ta' gażolina kuljum, madwar nofs il-medja nazzjonali. Innota li gallun ta 'gażolina fih kważi l-istess ammont ta' enerġija bħal f'kilogramm (kg) ta 'idroġenu. Għalhekk, stazzjon tal-fjuwil se jeħtieġ madwar 1,000 kg ta 'idroġenu kuljum. Bl-użu tal-valur aktar baxx tat-tisħin ta 'l-idroġenu, l-enerġija elettrika meħtieġa biex tiġġenera kg ta' idroġenu hija 51 kWh (bl-użu ta 'effiċjenza ta' l-elettrolizzatur ta '65%). Dan ifisser li 1,000 kg / jum ta 'idroġenu jkunu jeħtieġu 51,000 kWh kuljum ta' elettriku. L-ammont ta 'PV meħtieġ biex jipprovdi 51,000 kWh jista' jiġi stmat billi l-kWh jiġi diviż b'5 sigħat kuljum. B'hekk, 10,200 kWp jew 10.2 megawatt ta 'enerġija PV se jkunu meħtieġa biex titħaddem stazzjon tal-fjuwil bl-idroġenu ta' 1000 kg / jum. Innota li 1 kWp jeħtieġ madwar 10 metri kwadri f'erja għal PV b'effiċjenza ta '10%.
It-tieni kategorija, il-qsim dirett tal-ilma solari, tirreferi għal kwalunkwe proċess li fih l-enerġija solari tintuża direttament biex tipproduċi idroġenu mill-ilma mingħajr ma tgħaddi mill-pass intermedju tal-elettroliżi. Eżempji jinkludu:
qsim tal-ilma fotoelettrokimiku - din it-teknika tuża elettrodi semikonduttivi f'ċellula fotoelettrokimika biex tikkonverti l-enerġija ħafifa f'enerġija kimika tal-idroġenu. Essenzjalment hemm żewġ tipi ta 'sistemi fotoelettrokimiċi - waħda li tuża semikondutturi jew żebgħa u oħra li tuża kumplessi tal-metall maħlula.
fotobijoloġiċi - dawn jinvolvu l-ġenerazzjoni ta 'idroġenu minn sistemi bijoloġiċi bl-użu tax-xemx. Ċerti algi u batterji jistgħu jipproduċu l-idroġenu taħt kondizzjonijiet xierqa. Il-pigmenti fl-alka jassorbu l-enerġija solari, u l-enzimi fiċ-ċellola jaġixxu bħala katalisti biex jaqsmu l-ilma fil-kostitwenti tal-idroġenu u l-ossiġenu tiegħu.
ċikli termokimiċi b'temperatura għolja - dawn iċ-ċikli jużaw is-sħana solari biex jipproduċu l-idroġenu billi jaqsmu l-ilma billi jużaw passi termokimiċi.
gassifikazzjoni tal-bijomassa - din tuża s-sħana biex tikkonverti l-bijomassa f'gass sintetiku rikk fl-idroġenu.
Il-proċessi fotoelettrokimiċi u fotobijoloġiċi huma dawk li għandhom jiġu żviluppati sabiex jissodisfaw ir-rekwiżiti ta 'enerġija fit-tul. Illum is-sistemi&# 39 huma inqas minn 1 fil-mija effiċjenti (mix-xemx għall-idroġenu) u jeħtieġ li jilħqu effiċjenzi ħafna ogħla biex ikunu ekonomiċi. Ukoll, m'hemm l-ebda installazzjonijiet fuq skala kbira ta 'l-ebda teknoloġija.
Iċ-ċikli termokimiċi b'temperatura għolja jistgħu jiksbu effiċjenzi eċċellenti (akbar minn 40 fil-mija), iżda għandhom jużaw riċevitur / reatturi solari konċentrati li kapaċi jilħqu temperaturi li jaqbżu 800 ° C. Hemm varjetà kbira ta 'ċikli termokimiċi li ġew studjati. (Ara l-Produzzjoni tal-Idroġenu minn Ċikli Solari Termokimiċi li Jaqsmu l-Ilma).
Il-gassifikazzjoni tal-bijomassa tuża s-sħana biex tbiddel il-bijomassa (injam, ħaxix, jew skart agrikolu) f'gass sintetiku. Il-kompożizzjoni tal-gassijiet tiddependi fuq it-tip ta 'materja prima, il-preżenza ta' ossiġnu, it-temperatura tar-reazzjoni, u parametri oħra. Il-gassifikaturi tal-bijomassa ġew żviluppati bħala reatturi ta 'sodda fissa, ta' sodda fluwidizzata u ta 'sodda mdaħħla.
