Väte är det vanligaste elementet i universum. Men här på jorden är det ganska sällsynt. Det är olyckligt eftersom dess status som ett utsläppsfria bränsle i vår värmande värld gör det till en eftertraktad kemikalie. Om tyska forskare lyckas kommer Synlight-projektet att göra förnybart vätgasbränsle till verklighet.
Synlight, som kallas den "konstgjorda solen", använder koncentrerat ljus för att driva termokemisk vattensplitsning (TWS.) Varje skolbarn vet att du kan producera väte genom elektrolys - att leda en elektrisk ström genom vatten. Men det tar en enorm mängd el. TWS kan vara ett bättre sätt att få väte ur vattnet, men det kräver en enorm mängd energi också, och det är vad den tyska forskningen handlar om.
När förbränning med rent syre - inuti en bränslecell till exempel - är vätgas enda avfallsprodukt vatten. Inga växthusgaser eller partiklar produceras. Men om vi vill använda den för att driva våra bilar, bussar, lastbilar och till och med flygplan, behöver vi enorma mängder av det. Och vi måste producera det kostnadseffektivt.
"Förnybara energier kommer att vara grundpelaren i den globala kraftförsörjningen i framtiden." - Karsten Lemmer DLR verkställande direktör
Tanken är att använda värmen som genereras av Concentrated Solar Power (CSP) för att utvinna väte från vatten och därmed eliminera behovet av el. CSP-system använder speglar eller linser för att koncentrera ett stort solljusområde till ett litet område. Värmen från den åtgärden kan användas för att driva TWS. Synlight-projektet i Tyskland demonstrerar TWS-livskraften genom att efterlikna effekten av koncentrerat solljus. På så sätt bygger forskare det som kallas världens största konstgjorda sol.
Tyska forskare vid German Aerospace Center (DLR) i Julich nära Köln byggde Synlight, ett system med 149, kraftfulla lampor av den typ som används i filmprojektioner. När alla dessa lampor är på, producerar Synlight ljus som är cirka 10 000 gånger mer intensivt än naturligt solljus på jorden. När alla lampor riktas mot en enda plats genererar Synlight temperaturer upp till 3000 Celsius. Utmaningen nu är att utveckla material och processer som kan arbeta i en sådan extrem temperatur.
Synlight-systemet använder sig själv av en enorm mängd elkraft för att driva. Men det är ofta fallet med experimentella anläggningar. Synlight-projektet kommer att efterlikna effekten av intensiv, kontinuerlig solenergi, något som inte är lätt tillgängligt i Tyskland. Genom att bygga en testanläggning som drivs med el kan forskare på ett tillförlitligt sätt utföra experiment utan att försenas eller påverkas av molnigt väder.
”Bränslen, drivmedel och förbränningsbara förvärvade med solkraft erbjuder en enorm potential för långsiktig lagring och produktion av kemiska råvaror och minskning av koldioxidutsläpp. Synlight kommer att förbättra vår forskning på detta område. ” - Karsten Lemmer, DLR: s styrelseledamot
Som Johannes Remmel, Nordrhein-Westfalen Minister för klimatskydd, sade, ”” Vi måste utöka befintlig teknik på praktiska sätt för att uppnå mål för förnybar energi, men energiovergången vacklar utan investeringar i innovativ forskning, i staten av de senaste teknikerna och i globala fyrprojekt som Synlight. ”
Detta är inte det tyska flyg- och rymdcentrets första strid i koncentrerad solenergi. De är involverade i ett antal projekt för att främja koncentrerad solenergi och termisk vattendelning. DLR är en partner i Hydrosol II-piloten i Spanien. Det är en reaktor för solvärmekemisk väteproduktion som har varit i drift sedan 2008. De är också involverade i den första kommersiellt drivna soltornsanläggningen, ett 11 megawatt-system i Spanien som kallas PS10 solenergitornet.
