Módulo de 100 cm² da SunHydrogen dos EUA atinge eficiência de produção de hidrogênio superior a 10%

De acordo com pt.wedoany.com-A SunHydrogen, empresa de tecnologia fotoelétrica com sede em Iowa, alcançou eficiência de conversão de energia solar em hidrogênio (STH) superior a 10% em testes preliminares de seu módulo de hidrogênio de 100 cm² no laboratório da Sparc Hydrogen.

Anteriormente, o módulo de 100 cm² registrou eficiência de conversão de energia solar em hidrogênio de 10,8% na área ativa, medida nas instalações de pesquisa da Honda. A Honda e a SunHydrogen continuam colaborando sob um acordo de desenvolvimento conjunto, com o objetivo de transformar essa tecnologia em painéis de hidrogênio instaláveis e viabilizar produção comercial economicamente eficiente.

Tor Erik Hoftun, diretor de negócios da SunHydrogen, apresentou à pv magazine que o sistema adota uma arquitetura integrada de semicondutor-eletrocatalisador, composta por semicondutor de absorção de luz, contatos especialmente projetados e catalisadores de decomposição de água, operando em conjunto como um único módulo de produção de hidrogênio. Após a absorção da luz solar, o semicondutor gera elétrons e lacunas; os contatos conduzem os portadores de carga aos catalisadores integrados de evolução de hidrogênio e de oxigênio, respectivamente — os elétrons impulsionam a produção de hidrogênio e as lacunas impulsionam a produção de oxigênio.

O layout das células e os contatos elétricos dos módulos fotovoltaicos tradicionais são projetados principalmente para fornecer energia a circuitos externos, como pilhas de eletrolisadores independentes; os módulos semicondutores da SunHydrogen, por sua vez, são projetados especificamente para conversão direta de energia solar em hidrogênio.

Hoftun afirmou que, em termos fotovoltaicos, as características de corrente-tensão do semicondutor são compatibilizadas com a carga eletroquímica, fazendo com que o módulo acoplado opere no ponto de trabalho que maximiza a conversão da energia solar incidente em energia química no hidrogênio.

O módulo de produção de hidrogênio opera dentro de um invólucro de reator, responsável pela circulação do eletrólito e pela coleta e processamento de hidrogênio e oxigênio. Devido ao acoplamento direto entre as funções fotovoltaica e eletroquímica, essa arquitetura dispensa pilhas de eletrolisadores separadas e elimina a maior parte dos equipamentos de conversão de energia comumente utilizados. Em escala piloto e de sistema, componentes auxiliares de equilíbrio do sistema (BOS) ainda são empregados para circulação de eletrólito, processamento de gás, monitoramento, controle e garantia de segurança.

Após a divulgação dos resultados dos testes, a SunHydrogen firmou acordo com a Sparc Hydrogen, sediada na Austrália. A Sparc Hydrogen está desenvolvendo um processo que produz hidrogênio sem eletrolisador, utilizando luz solar concentrada, água e fotocatalisadores. As partes planejam avaliar a integração dos módulos da SunHydrogen ao reator da Sparc Hydrogen para reduzir os custos de produção de hidrogênio.

Hoftun indicou que, durante a colaboração de 24 meses com a Sparc Hydrogen, o progresso dos testes laboratoriais sob luz solar concentrada dependerá de marcos técnicos; posteriormente, serão realizados testes com luz solar em campo e avaliação do custo nivelado do hidrogênio nas instalações Sharp da Sparc Hydrogen, no sul da Austrália, com possibilidade de acordos de fornecimento de módulos ou licenciamento de fabricação.

Hoftun acrescentou que a SunHydrogen, em parceria com fabricantes como a CTF Solar, está avançando em produtos de maior eficiência desenvolvidos em conjunto com o departamento de pesquisa e desenvolvimento da Honda.

Em testes ao ar livre, a SunHydrogen alcançou eficiência próxima de 9% utilizando um módulo de desenvolvimento de 1,92 m², com dimensões fotovoltaicas.

Hoftun afirmou que, se o projeto de desenvolvimento conjunto com o departamento de pesquisa e desenvolvimento da Honda for estendido, a próxima fase deverá avançar a arquitetura do módulo para eficiência de conversão de energia solar em hidrogênio na área ativa próxima de 15%, com foco em convertê-lo em módulos maiores e fabricáveis.