Un nuevo dispositivo de concentración de radiación solar produce hidrógeno verde a una tasa de más de 2 kilovatios mientras mantiene eficiencias superiores al 20%. El dispositivo a escala piloto, que ya está operativo en condiciones reales de luz solar, también produce calor y oxígeno utilizables, y sus desarrolladores en la École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza dicen que podría comercializarse en un futuro próximo.
Se reporta una eficiencia superior al 20% en la producción de hidrógeno en un reactor solar con Dish CSP en École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
Physics World informa que «un reactor solar concentrado genera cantidades de hidrógeno sin precedentes»
El disco parabólico LRESE: el reactor solar convierte la energía solar en hidrógeno con una eficiencia superior al 20%, produciendo alrededor de 0,5 kg de hidrógeno «verde» al día. (Cortesía: LRESE EPFL)
El nuevo sistema se asienta sobre una base de hormigón en el campus de la EPFL y consta de un disco parabólico de siete metros de diámetro. Este plato recoge la luz solar en un área total de 38,5 m2, la concentra por un factor de aproximadamente 1000 y la dirige hacia un reactor que comprende componentes fotovoltaicos y de electrólisis. La energía de la luz solar concentrada genera pares de huecos de electrones en el material fotovoltaico, que luego el sistema separa y transporta al sistema de electrólisis integrado. Aquí, la energía se utiliza para «dividir» el agua que se bombea a través del sistema a un ritmo óptimo, produciendo tanto oxígeno como hidrógeno.
Montándolo a escala
Por supuesto, cada uno de estos procesos ha sido demostrado antes. De hecho, el nuevo sistema EPFL, que se describe en Nature Energy, se basa en investigaciones anteriores de 2019, cuando el equipo de EPFL demostró el mismo concepto a escala de laboratorio utilizando un simulador solar de alto flujo. Sin embargo, la eficiencia de energía solar a hidrógeno del nuevo reactor y la tasa de producción de hidrógeno de alrededor de 0,5 kg por día no tienen precedentes en dispositivos a gran escala. El reactor también produce calor utilizable a una temperatura de 70°C.
La versatilidad del nuevo sistema forma una gran parte de su atractivo comercial, dice Sophia Haussener, quien dirige el Laboratorio de Ciencia e Ingeniería de Energías Renovables (LRESE) de la EPFL. «Este sistema de cogeneración podría usarse en aplicaciones industriales como el procesamiento de metales y la fabricación de fertilizantes», dice Haussener a Physics World. “También podría usarse para producir oxígeno para uso en hospitales e hidrógeno para celdas de combustible en vehículos eléctricos, así como calor en entornos residenciales para calentar agua. El hidrógeno producido también podría convertirse en electricidad después de almacenarse entre días o incluso entre estaciones”.
Haussener y sus colegas ahora están ocupados ampliando aún más su sistema en un entorno donde los reactores individuales se implementan de forma modular, como árboles en un jardín artificial. Una escisión de LRESE, SoHHytec SA, está implementando y comercializando la tecnología, y está trabajando con una planta de producción de metales con sede en Suiza para construir una planta de demostración en la escala de varios 100 kilovatios.
Otra dirección futura para el equipo podría ser desarrollar un sistema similar para convertir CO2 en CO, etileno u otros productos más oxígeno. “Esto nos permitiría valorizar el CO2 y producir otros precursores para procesos industriales”, explica Haussener. “Por ejemplo, el etileno podría usarse en la producción de plástico verde y el CO junto con el hidrógeno para la producción de combustible líquido”.
https://helioscsp.com/concentrated-solar-reactor-generates-unprecedented-amounts-of-hydrogen/
