الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون. لكن هنا على الأرض ، إنها نادرة نوعًا ما. هذا أمر مؤسف ، لأنه في عالم الاحترار ، فإن وضعها كوقود خال من الانبعاثات يجعلها مادة كيميائية مرغوبة. إذا نجح الباحثون الألمان ، فسيساعد مشروع Synlight الخاص بهم في تحويل وقود الهيدروجين المتجدد إلى حقيقة.
يستخدم "سينلايت" ، الذي يطلق عليه "الشمس الاصطناعية" ، الضوء المركّز لتشغيل تقسيم الماء الحراري الكيميائي (TWS). يعرف كل طفل في المدرسة أنه يمكنك إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي - تشغيل تيار كهربائي عبر الماء. لكن هذا يتطلب كمية هائلة من الكهرباء. قد تكون TWS طريقة أفضل لإخراج الهيدروجين من الماء ، ولكنها تستهلك كمية هائلة من الطاقة أيضًا ، وهذا ما تدور حوله الأبحاث الألمانية.
عندما يتم احتراقه بالأكسجين النقي - داخل خلية وقود على سبيل المثال - يكون منتج النفايات الوحيد للهيدروجين هو الماء. لا يتم إنتاج غازات أو جسيمات الدفيئة. ولكن إذا أردنا استخدامها لتشغيل سياراتنا وحافلاتنا وشاحناتنا وحتى الطائرات ، فنحن بحاجة إلى كميات هائلة منها. ونحن بحاجة إلى إنتاجه بتكلفة منخفضة.
وستكون الطاقات المتجددة الدعامة الأساسية لإمدادات الطاقة العالمية في المستقبل. " - عضو المجلس التنفيذي Karsten Lemmer DLR
الفكرة هي استخدام الحرارة المتولدة من الطاقة الشمسية المركزة (CSP) لاستخراج الهيدروجين من الماء ، وبالتالي القضاء على الحاجة إلى الكهرباء. تستخدم أنظمة CSP مرايا أو عدسات لتركيز مساحة كبيرة من ضوء الشمس في منطقة صغيرة. يمكن استخدام الحرارة الناتجة عن هذا الإجراء لتشغيل TWS. يوضح مشروع سينلايت في ألمانيا مدى صلاحية TWS من خلال محاكاة تأثير أشعة الشمس المركزة. من خلال القيام بذلك ، يقوم الباحثون ببناء ما يُسمى أكبر شمس اصطناعية في العالم.
قام باحثون ألمان في المركز الألماني للفضاء الجوي (DLR) في Julich بالقرب من كولونيا ببناء Synlight ، وهو نظام من 149 ، مصابيح عالية الطاقة من النوع المستخدم في إسقاطات الأفلام. عند تشغيل كل هذه المصابيح ، ينتج Synlight ضوءًا أكثر كثافة بحوالي 10000 مرة من ضوء الشمس الطبيعي على الأرض. عندما تكون جميع المصابيح موجهة في مكان واحد ، يولد Synlight درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية. التحدي الآن هو تطوير المواد والعمليات التي يمكن أن تعمل في مثل هذه درجة الحرارة القصوى.
يستخدم نظام Synlight نفسه كمية هائلة من الطاقة الكهربائية للعمل. ولكن هذا هو الحال غالبًا مع المنشآت التجريبية. سيحاكي مشروع سينلايت تأثير الطاقة الشمسية المكثفة والمستمرة ، وهو أمر غير متاح بسهولة في ألمانيا. من خلال بناء مرفق اختبار مدعوم بالكهرباء ، سيتمكن الباحثون من إجراء التجارب بشكل موثوق دون أن يتأخروا أو يتأثروا بالطقس الغائم.
"يوفر الوقود والوقود والمواد القابلة للاشتعال المكتسبة باستخدام الطاقة الشمسية إمكانات هائلة للتخزين على المدى الطويل وإنتاج المواد الخام الكيميائية ، والحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. سيعزز Synlight أبحاثنا في هذا المجال ". - كارستن ليمر ، عضو مجلس إدارة DLR التنفيذي
وكما قال يوهانس ريميل ، وزير حماية المناخ في شمال الراين - وستفاليا ، "" نحن بحاجة إلى توسيع التكنولوجيا الحالية بطرق عملية من أجل تحقيق أهداف الطاقة المتجددة ، لكن انتقال الطاقة سوف يتعثر بدون استثمارات في الأبحاث المبتكرة ، في من أحدث التقنيات وفي مشاريع المنارة العالمية مثل Synlight. "
هذه ليست أول غزو لمركز الفضاء الألماني في الطاقة الشمسية المركزة. إنهم يشاركون في عدد من المشاريع لتعزيز الطاقة الشمسية المركزة وتقسيم المياه الحرارية. DLR شريك في تجربة Hydrosol II التجريبية في إسبانيا. إنه مفاعل لإنتاج الهيدروجين الكيميائي الحراري الشمسي الذي يعمل منذ عام 2008. كما أنهم يشاركون أيضًا في أول مصنع برج يعمل بالطاقة التجارية تجاريًا ، وهو نظام بقوة 11 ميجاوات في إسبانيا يسمى برج الطاقة الشمسية PS10.
