Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν. Αλλά εδώ στη Γη, είναι μάλλον σπάνιο. Αυτό είναι ατυχές, επειδή στον κόσμο μας που θερμαίνει, η κατάστασή του ως καύσιμο χωρίς εκπομπές το καθιστά πολυπόθητο χημικό. Εάν οι Γερμανοί ερευνητές είναι επιτυχείς, το έργο Synlight θα συμβάλει στην υλοποίηση των ανανεώσιμων καυσίμων υδρογόνου.
Με το όνομα «τεχνητός ήλιος», το Synlight χρησιμοποιεί συμπυκνωμένο φως για να τροφοδοτήσει το θερμοχημικό διαχωρισμό νερού (TWS.) Κάθε παιδί του σχολείου ξέρει ότι μπορείτε να παράγετε υδρογόνο με ηλεκτρόλυση — τρέχοντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω νερού. Αλλά αυτό απαιτεί τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Το TWS μπορεί να είναι ένας καλύτερος τρόπος για την απομάκρυνση του υδρογόνου από το νερό, αλλά χρειάζεται επίσης τεράστια ποσότητα ενέργειας, και αυτό αφορά τη γερμανική έρευνα.
Όταν καίγεται με καθαρό οξυγόνο - μέσα σε μια κυψέλη καυσίμου για παράδειγμα - το μόνο απόβλητο υδρογόνου είναι το νερό. Δεν παράγονται αέρια θερμοκηπίου ή σωματίδια. Αλλά αν θέλουμε να το χρησιμοποιήσουμε για να τροφοδοτήσουμε τα αυτοκίνητα, τα λεωφορεία, τα φορτηγά μας, ακόμη και τα αεροπλάνα, χρειαζόμαστε τεράστια ποσά. Και πρέπει να το παράγουμε οικονομικά.
«Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα είναι το στήριγμα του παγκόσμιου τροφοδοτικού στο μέλλον.» - Μέλος της εκτελεστικής επιτροπής του Karsten Lemmer DLR
Η ιδέα είναι να χρησιμοποιήσετε τη θερμότητα που παράγεται από τη Συμπυκνωμένη Ηλιακή Ενέργεια (CSP) για την εξαγωγή υδρογόνου από το νερό, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια. Τα συστήματα CSP χρησιμοποιούν καθρέφτες ή φακούς για να συγκεντρώσουν μια μεγάλη περιοχή του ηλιακού φωτός σε μια μικρή περιοχή. Η θερμότητα από αυτή τη δράση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία TWS. Το έργο Synlight στη Γερμανία αποδεικνύει τη βιωσιμότητα του TWS μιμείται την επίδραση του συμπυκνωμένου ηλιακού φωτός. Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές χτίζουν αυτό που λέγεται ο μεγαλύτερος τεχνητός Ήλιος στον κόσμο.
Οι Γερμανοί ερευνητές στο Γερμανικό Κέντρο Αεροδιαστημικής (DLR) στο Julich κοντά στην Κολωνία έχτισαν το Synlight, ένα σύστημα 149, λαμπτήρες υψηλής ισχύος του τύπου που χρησιμοποιείται στις προβολές ταινιών. Όταν είναι ενεργοποιημένοι όλοι αυτοί οι λαμπτήρες, το Synlight παράγει φως που είναι περίπου 10.000 φορές πιο έντονο από το φυσικό φως του ήλιου στη Γη. Όταν όλοι οι λαμπτήρες απευθύνονται σε ένα σημείο, το Synlight παράγει θερμοκρασίες έως 3000 Κελσίου. Η πρόκληση τώρα είναι να αναπτυχθούν υλικά και διαδικασίες που μπορούν να λειτουργήσουν σε τόσο ακραία θερμοκρασία.
Το ίδιο το σύστημα Synlight χρησιμοποιεί τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας για να λειτουργήσει. Αυτό συμβαίνει συχνά με πειραματικές εγκαταστάσεις. Το έργο Synlight θα μιμείται την επίδραση της έντονης, συνεχούς ηλιακής ενέργειας, κάτι που δεν είναι άμεσα διαθέσιμο στη Γερμανία. Χτίζοντας μια δοκιμαστική εγκατάσταση που τροφοδοτείται από ηλεκτρισμό, οι ερευνητές θα μπορούν να εκτελούν αξιόπιστα πειράματα χωρίς να καθυστερούν ή να επηρεάζονται από συννεφιά.
«Τα καύσιμα, τα προωθητικά και τα καύσιμα που αποκτήθηκαν με ηλιακή ενέργεια προσφέρουν τεράστιες δυνατότητες για μακροχρόνια αποθήκευση και την παραγωγή χημικών πρώτων υλών και τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Το Synlight θα ενισχύσει την έρευνά μας σε αυτόν τον τομέα. " - Karsten Lemmer, μέλος της εκτελεστικής επιτροπής της DLR
Όπως είπε ο Johannes Remmel, Υπουργός Προστασίας του Κλίματος της Βόρειας Ρηνανίας-Βεστφαλίας, «« Πρέπει να επεκτείνουμε την υπάρχουσα τεχνολογία με πρακτικούς τρόπους προκειμένου να επιτύχουμε στόχους ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αλλά η ενεργειακή μετάβαση θα παραμείνει χωρίς επενδύσεις σε καινοτόμες έρευνες, στο κράτος- τεχνολογιών αιχμής και σε παγκόσμια έργα φάρων όπως το Synlight. "
Αυτή δεν είναι η πρώτη εισβολή του Γερμανικού Αεροδιαστημικού Κέντρου σε συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια. Συμμετέχουν σε διάφορα έργα για την προώθηση της συγκεντρωμένης ηλιακής ενέργειας και του διαχωρισμού θερμικού νερού. Το DLR είναι συνεργάτης του πιλότου Hydrosol II στην Ισπανία. Είναι ένας αντιδραστήρας για την παραγωγή ηλιακού θερμοχημικού υδρογόνου που λειτουργεί από το 2008. Συμμετέχουν επίσης στο πρώτο εργοστάσιο ηλιακού πύργου που λειτουργεί στο εμπόριο, ένα σύστημα 11 μεγαβάτ στην Ισπανία που ονομάζεται πύργος ηλιακής ενέργειας PS10.
