Belgische Wissenschaftler haben einen solarbetriebenen Elektrolyseur entwickelt, der großflächige, geschindelte Photovoltaik-Module in Standardgröße zur Wasserspaltung verwendet. Berichten zufolge erreicht das System einen Wirkungsgrad von 10 Prozent bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Wasserstoff bei einer Stromdichte von etwa 60 Milliampere pro Quadratzentimeter.
Forscher des belgischen Instituts Imec haben eine Wasserelektrolyse mit Anionenaustauschmembranen (AEM) zur Wasserstofferzeugung entwickelt. Sie erklärten, dass ihr Ansatz mit der solaren Erzeugung in einer Photovoltaik-Elektrolyseur-Konfiguration (PV-EC) kombiniert werden kann.
„Die Neuheit unseres Ansatzes besteht darin, dass wir großflächige, geschindelte Silizium-Photovoltaik in Standardgröße verwenden, um über 1,23 Volt für die Wasserspaltung in Kombination mit kostengünstiger Anionenaustausch-Wasserelektrolyse bereitzustellen, die die höheren Betriebsstromdichten der Polymerelektrolytmembran (PEM) mit kostengünstigen Materialien aus der alkalischen Elektrolyse kombiniert“, erklärte Forscherin Nina Plankensteiner auf Anfrage von pv magazine.
Die Wissenschaftler präsentierten ihre Ergebnisse in „Photovoltaic-Electrolyzer System Operated at >50 mA cm-2 by Combining Large-Area Shingled Silicon Photovoltaic Module with High Surface Area Nickel Electrodes for Low-Cost Green H2 Generation„, das kürzlich in „RRL Solar“ veröffentlicht wurde. Sie erklärten, dass PV-ECs unter allen Elektrolyseur-Technologien den höchsten technologischen Bereitschaftsgrad und die höchsten Wirkungsgrade bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Wasserstoff bieten.
„In PV-EC-Systemen sind in Reihe geschaltete Silizium-Solarzellen, die eine Spannung von mehr als 1,23 Volt für die Wasserspaltung liefern, die Photovoltaik-Technologie der Wahl, die kommerziell kostengünstigen Strom mit stabilen Wirkungsgraden von 20 bis 25 Prozent bei 30 bis 40 Milliampere pro Quadratzentimeter liefert“, so der Forscher Joachim John. „Im nächsten Jahrzehnt könnten Silizium-Tandem-Konfigurationen mit Perowskit-Top-Zellen eine zusätzliche Rolle spielen, mit Umwandlungswirkungsgraden von nahezu 30 Prozent. Sie beschrieben das vorgeschlagene System als eine „kommerziell relevante Konfiguration“.
Quelle: https://www.pv-magazine.de