ให้ความรู้เกี่ยวกับออกซิเจน

"นี่คือการสาธิตระดับระบบครั้งแรกของการผลิตไฮโดรเจนจากแสงอาทิตย์ ซึ่งแตกต่างจากการสาธิตในระดับห้องปฏิบัติการทั่วไป โดยจะประกอบด้วยอุปกรณ์เสริมและส่วนประกอบทั้งหมด จึงทำให้เรามีความคิดที่ดีขึ้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพพลังงานที่คุณคาดหวังได้เมื่อคุณพิจารณาระบบที่สมบูรณ์ และไม่ใช่แค่ตัวอุปกรณ์เท่านั้น" Sophia Haussener หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมพลังงานทดแทน (LRESE) ของ School of Engineering กล่าว "ด้วยกำลังขับที่มากกว่า 2 กิโลวัตต์ เราได้ทำลายเพดาน 1 กิโลวัตต์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นำร่องของเรา ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพที่สูงเป็นประวัติการณ์สำหรับสเกลขนาดใหญ่นี้ อัตราการผลิตไฮโดรเจนที่ทำได้ในงานชิ้นนี้แสดงถึงขั้นตอนที่น่าสนับสนุนอย่างยิ่งในการมุ่งสู่เชิงพาณิชย์ การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้จริง" ผลงานนี้สร้างขึ้นจากการวิจัยเบื้องต้นที่แสดงให้เห็นถึงแนวคิดในระดับห้องปฏิบัติการ โดยใช้เครื่องจำลองพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟลักซ์สูงของ LRESE ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Energyในปี 2019 ตอนนี้ ทีมงานได้เผยแพร่ผลงานที่ขยายขนาดขึ้น มีประสิทธิภาพ และหลากหลาย กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาพจริงในวารสารฉบับเดียวกัน เสียไม่ไม่ต้องการ การผลิตไฮโดรเจนจากน้ำโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงเทียม แต่ระบบ LRESE มีความโดดเด่นในด้านความสามารถในการผลิตความร้อนและออกซิเจนตามขนาด หลังจากที่จานรวมแสงจากดวงอาทิตย์แล้ว น้ำจะถูกสูบเข้าไปในจุดโฟกัส ซึ่งเป็นที่ตั้งเครื่องปฏิกรณ์โฟโตอิเล็กโทรเคมีในตัว ภายในเครื่องปฏิกรณ์นี้ เซลล์โฟโตอิเล็กโทรเคมีใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการอิเล็กโทรไลต์ หรือแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและ ออกซิเจน ความร้อนยังถูกสร้างขึ้น แต่แทนที่จะถูกปล่อยออกมาจากการสูญเสียระบบ ความร้อนนี้จะถูกส่งผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้สามารถควบคุมได้ เช่น สำหรับการทำความร้อนโดยรอบ เป็นต้น นอกจากผลลัพธ์หลักของระบบคือไฮโดรเจนและความร้อนแล้ว โมเลกุลออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาโฟโตอิเล็กโทรลิซิสก็จะถูกกู้คืนและนำไปใช้เช่นกัน Haussener กล่าวว่า "ออกซิเจนมักถูกมองว่าเป็นของเสีย แต่ในกรณีนี้ ยังสามารถใช้ประโยชน์ได้ เช่น สำหรับการใช้งานทางการแพทย์" Haussener กล่าว พลังงานอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย ระบบนี้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม พาณิชยกรรม และที่อยู่อาศัย อันที่จริงแล้ว SoHHytec SA ที่แยกตัวออกมาของ LRESE กำลังปรับใช้และทำการค้าแล้ว การเริ่มต้นของ EPFL กำลังทำงานร่วมกับโรงงานผลิตโลหะในสวิสเพื่อสร้างโรงงานสาธิตขนาดหลาย 100 กิโลวัตต์ ซึ่งจะผลิตไฮโดรเจนสำหรับกระบวนการหลอมโลหะ ออกซิเจนสำหรับโรงพยาบาลใกล้เคียง และความร้อนสำหรับน้ำร้อนของโรงงาน ความต้องการ "ด้วยการสาธิตนำร่องที่ EPFL เราประสบความสำเร็จครั้งสำคัญด้วยการแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนที่ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูง ขณะนี้เรากำลังปรับขนาดระบบในการตั้งค่าที่เหมือนสวนเทียม ซึ่งแต่ละต้นจะถูกปรับใช้ใน 'ต้นไม้เทียม' แฟชั่นแบบโมดูลาร์” Saurabh Tembhurne ผู้ร่วมก่อตั้งและซีอีโอของ SoHHytec กล่าว ระบบนี้สามารถใช้เพื่อจัดหาเครื่องทำความร้อนส่วนกลางและน้ำร้อนสำหรับที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ และเพื่อจ่ายพลังงานให้กับเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ที่ระดับการผลิตไฮโดรเจนพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณครึ่งกิโลกรัมต่อวัน ระบบวิทยาเขต EPFL สามารถให้พลังงานแก่ยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนประมาณ 1.5 คันในระยะทางเฉลี่ยต่อปี หรือตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าได้ถึงครึ่งหนึ่งและมากกว่าครึ่งหนึ่งของความต้องการความร้อนต่อปีของครัวเรือนชาวสวิสทั่วไปที่มีสมาชิก 4 คน ด้วยระบบการสังเคราะห์ด้วยแสงเทียมของพวกเขากำลังอยู่ระหว่างการขยายขนาด Haussener กำลังสำรวจลู่ทางเทคโนโลยีใหม่อยู่แล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ห้องปฏิบัติการกำลังทำงานเกี่ยวกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่จะแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แทนน้ำ ทำให้ได้วัสดุที่มีประโยชน์ เช่น ซิงกาสำหรับเชื้อเพลิงเหลว หรือสารตั้งต้นของพลาสติกสีเขียวอย่างเอทิลีน