Inovatívny solárny panel priamo vyrába vodík aj bez externej elektrickej energie

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Panel spoločnosti Photreon využíva slnečné svetlo na priame štiepenie vody pomocou fotokatalýzy.

• Zariadenie nevyžaduje pripojenie k elektrickej sieti a odstraňuje potrebu tradičných nákladných elektrolyzérov.

• Modulárny systém je určený najmä pre stredné podniky a znižuje zložitosť budovania plynárenskej infraštruktúry.

Spoločnosť Photreon, ktorá vznikla ako komerčná odnož Technologického inštitútu v Karlsruhe, predstavila fotoreaktorový panel na priamu výrobu zeleného vodíka. Zariadenie využíva fotokatalýzu, pri ktorej slnečné svetlo spúšťa chemickú reakciu bez predchádzajúcej premeny na elektrickú energiu.

Na prevádzku potrebuje iba čistú vodu a slnečné žiarenie, takže obchádza bežné solárne články aj externé elektrolyzéry. Tento jednokrokový postup znižuje závislosť od distribučnej elektrickej siete a zároveň zjednodušuje hardvér potrebný na mieste inštalácie. Panel tak spája zber solárnej energie a výrobu plynného paliva do jedného kompaktného systému.

Základom technológie sú svetlocitlivé materiály, ktoré pohlcujú fotóny a privádzajú elektróny do excitovaného stavu. Takto aktivované elektróny následne štiepia molekuly vody na vodík a kyslík priamo v štruktúre panelu. Výskumný ústav KIT už podal patentovú prihlášku na vnútornú geometriu reaktora, ktorá zabezpečuje tri úlohy.

Konštrukcia usmerňuje svetlo na aktívny materiál, udržiava podmienky potrebné na chemickú reakciu a odvádza vznikajúcu zmes plynov. Bezpečná správa a separácia zmiešaného prúdu vodíka a kyslíka je dôležitá, pretože práve tento problém v minulosti brzdil vývoj podobných projektov.

Účinnosť fotokatalýzy v reálnych vonkajších podmienkach historicky dosahovala približne jedno percento, hoci niektoré laboratórne štúdie s koncentrovaným svetlom zaznamenali energetický zisk 9,2 %. Výskumníci Paul Kant a Maren Cordts sa však nezamerali najmä na prekonávanie laboratórnych rekordov, ale na nízke výrobné náklady.

Prvý funkčný prototyp s plochou jeden meter štvorcový bol verejne predstavený na veľtrhu Hannover Messe v apríli 2026. Návrh využíva bežne dostupné materiály a štandardné priemyselné výrobné procesy, čo uľahčuje sériovú výrobu bez potreby nových technologických liniek. Modulárne jednotky sa dajú spájať, takže systém môže fungovať ako menšia zostava aj ako rozsiahle pole panelov.

Z obchodného hľadiska je zariadenie určené najmä pre stredne veľké priemyselné podniky v špeciálnej chémii, spracovaní kovov a modernom potravinárstve. Tieto firmy môžu vyrábať vodík priamo vo svojich prevádzkach a vyhnúť sa preprave plynu v ťažkých cisternách.

Nemecký koncept zároveň počíta s veľkými solárnymi vodíkovými farmami v oblastiach s celoročne vysokou intenzitou slnečného žiarenia. Technológia Photreon môže slúžiť aj v odľahlých vidieckych oblastiach bez prístupu k elektrickým sieťam a diaľkovým plynovodom. Výroba paliva priamo na mieste spotreby mení ekonomiku prevádzky a znižuje závislosť od externých dodávateľov energií.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Technológia umožňuje decentralizovanú výrobu vodíka s nízkymi nákladmi, znižuje závislosť priemyslu od elektrickej siete a eliminuje potrebu budovať drahú distribučnú infraštruktúru.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT