De acordo com pt.wedoany.com-A Alemanha – Investigadores do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE) desenvolveram um módulo solar capaz de converter diretamente até 31,3% da luz solar incidente em hidrogénio, oferecendo uma nova via tecnológica para a produção comercial de combustíveis limpos.
Neste projeto, os cientistas acoplaram diretamente células fotovoltaicas de concentração com células eletrolíticas de membrana de troca de protões (PEM), eliminando a etapa intermédia de conversão elétrica, permitindo assim utilizar diretamente a eletricidade gerada pelas células solares para a decomposição da água. O Dr. Frank Dimroth, responsável pelo departamento de Fotovoltaica III-V e Tecnologia de Concentração do instituto, afirmou que este recorde demonstra que o hidrogénio pode ser produzido de forma muito eficiente diretamente a partir da luz solar.
O Dr. Juan Francisco Martínez Sánchez, líder do projeto, explicou que o sistema depende da tecnologia de fotovoltaica de concentração (concentrating photovoltaics, PVs). A luz solar direta é focada através de uma matriz de lentes de Fresnel, incidindo sobre células solares multi-junção III-V de alta eficiência, capazes de gerar uma tensão de circuito aberto superior a 4 volts.
Os investigadores ligaram diretamente estas células solares ao cátodo e ao ânodo de duas células eletrolíticas PEM em série, realizando um ajuste preciso das características elétricas de ambas as tecnologias. O Dr. Tom Smolinka, responsável pelo departamento de Eletrólise de Membrana do instituto, salientou que este design permitiu uma correspondência perfeita das características elétricas, com a eletricidade a ser transmitida diretamente para a produção de hidrogénio, sem etapas intermédias de conversão ou perdas de energia.
A área das lentes do demonstrador de prova de conceito é de aproximadamente 64 cm² (9,92 polegadas quadradas). Em testes de campo ao ar livre, o demonstrador converteu cerca de 31,3% da energia solar incidente em energia química armazenada no hidrogénio, com base no poder calorífico superior do combustível. As células solares III-V utilizadas nesta tecnologia são consideradas atualmente os dispositivos fotovoltaicos mais eficientes do mundo, sendo utilizadas há muito tempo no setor aeroespacial.
Os investigadores acreditam que os sistemas fotovoltaicos de concentração podem tornar a tecnologia economicamente viável para aplicações terrestres, e estes resultados demonstram o potencial dos sistemas integrados fotovoltaico-eletrolítico para a produção eficiente de hidrogénio verde. No entanto, o Dr. Dimroth salientou que a tecnologia ainda se encontra numa fase inicial de desenvolvimento, sendo atualmente difícil prever quando será possível alcançar um sistema competitivo. A equipa está atualmente à procura de investidores para a planeada empresa derivada Clearsun Energy, com o objetivo de impulsionar a comercialização desta tecnologia.
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