فناوری تولید هیدروژن خورشیدی

در حال حاضر، فناوری های تولید هیدروژن خورشیدی عمدتاً شامل تولید هیدروژن فوتوکاتالیستی، تولید هیدروژن فتوشیمیایی و تولید هیدروژن فتوسنتز مصنوعی است. فرآیند تقسیم آب فوتوکاتالیستی برای تولید هیدروژن نسبتاً پیچیده است. هنگامی که فوتوکاتالیست تحت تابش نور خورشید قرار می گیرد، فوتوکاتالیست اکسیتون ها را جذب، جذب و تولید می کند. اکسیتون هایی که به مقدار کمی وجود دارند به سطح مهاجرت می کنند و به مرکز واکنش مهاجرت می کنند تا آب را تجزیه کنند و هیدروژن تولید کنند. فوتوکاتالیست ها راندمان تولید هیدروژن بالا و مواد در دسترس بیشتری دارند، اما نرخ تبدیل پایین است. تمرکز تحقیقاتی فناوری تولید هیدروژن فوتوکاتالیستی عمدتاً بر توسعه فوتوکاتالیست‌هایی با فعالیت کاتالیزوری بالا، پایداری خوب و هزینه کم متمرکز است.

فناوری تولید هیدروژن ترموشیمیایی از یک متمرکز کننده برای گرم کردن آب استفاده می کند و هنگامی که دما به بالای ۲۵۰۰ کلوین می رسد، به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود. فناوری تولید هیدروژن ترموشیمیایی ساده و کارآمد است، اما برای به دست آوردن دمای مورد نیاز برای تجزیه، به یک متمرکز کننده با قدرت بالا نیاز دارد. این مطالعه نشان داد که فناوری تولید هیدروژن ترموشیمیایی می‌تواند از فوتوکاتالیست‌ها برای کاهش دمای مورد نیاز در شرایط نور استفاده کند. فناوری تولید هیدروژن فتوسنتز مصنوعی شبیه سازی فتوسنتز گیاهان و استفاده از نور خورشید برای تولید هیدروژن است. فرآیند تولید هیدروژن شبیه به الکترولیز آب است. راندمان تولید هیدروژن سریع و سازگار با محیط زیست است، اما راندمان تبدیل کم است و توسعه آهسته است.

فناوری تولید هیدروژن خورشیدی هنوز در مرحله تحقیقات آزمایشگاهی است. در حال حاضر، دانشگاه استنفورد در ایالات متحده، دانشگاه Tsinghua در چین، دانشگاه علم و فناوری چین، و موسسه شیمی دالیان، آکادمی علوم چین، همگی در حال انجام تحقیقات مرتبط در زمینه فناوری تولید هیدروژن فوتوکاتالیستی هستند. با توجه بیشتر به تحقیقات، حمایت از سیاست و مقدار زیادی سرمایه گذاری، توسعه و پیشرفت فناوری سریعتر و سریعتر خواهد شد و فناوری تولید هیدروژن خورشیدی بیشتر بهبود خواهد یافت.