مکانیسم تکنولوژی تولید هیدروژن خورشیدی با تفکیک کننده فتوالکتروشیمیایی آب (PEC)

امروزه برای تولید هیدروژن در مقیاس بزرگ، از تکنولوژی های آلاینده استفاده می شود که از انرژی های ت جدیدناپذیر استفاده می کنند. تفکیک کننده فتوالکتروشیمیایی آب (PEC) که از نور خورشید برای شکستن مولکول های آب به گازهای هیدروژن و اکسیژن استفاده می کند، به عنوان یکی از بهترین تکنولوژی ها برای تولید پاک و تجدیدپذیر هیدروژن مطرح است. این روش در میان روش های تجدید پذیر و عملی تولید هیدروژن، یکی از ذخیره کننده ترین ها و درعین حال دشوارترین روشها محسوب می شود. با توجه به اهمیتی که تولید PEC هیدروژن به عنوان یک تکنولوژی غیر آلاینده برای ذخیره و توزیع انرژی در آینده دارد، این مطالعه به بررسی مکانیسم و نیز مشکلات اجرای عملی این روش می پردازد. آنچه PEC ارائه می دهد عبارت است از توانایی مهار مؤثر انرژی خورشیدی برای تولید هیدروژن با خلوص بالا از آب، در دماهای پائین، بدون انتشار کربن با استفاده از مواد ارزان قیمت. نتایج مطالعه نشان می دهد که در یک سیستم PEC، مهار کردن انرژی خورشید و الکترولیز آب، در یک وسیله منفرد که مبنای نیمه هادی دارد، تلفیق می شوند. وقتی که یک وسیله نیمه هادی PEC، در یک محلول آب مبنا فرو برده می شوند، انرژی خورشیدی می تواند م ستقیماً به انرژی الکتروشیمیایی برای تفکیک آب تبدیل شود. اما تنها زمانی این اتفاق می افتد که همه شرایط اصلی برقرار باشند. ماده نیمه هادی باید به طور م ؤثری نور خورشید را جذب کند و ولتاژ نوری کافی برای تفکیک آب را ایجاد کند؛ همچنین سطح مشترک نیمه هادی باید برای تحمل واکنش های دگرگونی گازی هیدروژن و اکسیژن مناسب باشد. علاوه براین، سیتم PEC باید در محلول پایدار بماند و در عین حال هزینه های کار نیز پائین باشد. آنچه که در نهایت نرخ تولید هیدروژن را محدود می کند، حد اشباع چگالی جریان نوری نیمه هادی است. برای راندمان حداکثر، لازم است که ولتاژ نوری کافی در وسیله ایجاد شود تا جریان ن وری را به اشباع برساند. با وجود افت داخلی، تأمین ولتاژ نوری کافی چالش بزرگی می باشد.

کلیدواژه ها:

هیدروژن خورشیدی ، PEC ، انرژی خورشیدی ، تفکیک کننده فتوالکتروشیمیایی آب