Studi Awal Teknologi Baru Produksi Hidrogen Tenaga Surya

Sebuah tim peneliti dari MIT dan National Renewable Energy Laboratory (NREL) telah berhasil mengembangkan dan mendemonstrasikan sel thermophotovoltaic (TPV) yang mampu mengubah panas lebih efisien daripada turbin uap konvensional, menurut laporan. listrik, dan biaya yang sangat rendah. Ini memiliki implikasi besar untuk pembangkit listrik masa depan dan penyimpanan energi jaringan.

Thermophotovoltaic (TPV) terutama mengubah cahaya dari panjang gelombang inframerah menjadi energi listrik melalui efek fotovoltaik, dan dapat mewujudkan metode penyimpanan dan konversi energi. Para peneliti berencana untuk mengintegrasikan sel TPV tersebut ke dalam baterai termal skala grid. Sistem akan menyerap kelebihan energi dari sumber terbarukan seperti energi matahari dan menyimpan energi ini dalam reservoir grafit termal yang sangat terisolasi. Ketika energi dibutuhkan, seperti pada hari berawan, baterai TPV mengubah panas menjadi listrik dan mendistribusikan energi ke jaringan.

Seperti kita ketahui bersama, sebagian besar listrik manusia berasal dari energi panas, yaitu pembakaran batu bara atau gas alam, fisi nuklir, pemusatan energi matahari, yang digunakan untuk mendidihkan air dan memutar turbin uap untuk menghasilkan listrik. Selama satu setengah abad terakhir, teknologi ini telah ada di mana-mana di seluruh dunia sebagai teknologi matang yang dioptimalkan dengan baik dengan kekuatan dan keterbatasan yang diketahui.

Salah satu keterbatasannya adalah efisiensi. Sementara beberapa turbin telah berhasil mengubah 60 persen energi dari sumber panas menjadi listrik, turbin rata-rata hanya beroperasi pada efisiensi 35 persen. Keterbatasan lainnya adalah panas, dan turbin uap bergantung pada komponen yang harus beroperasi pada ambang suhu tertentu.

Desain baru bertujuan untuk menangkap foton berenergi lebih tinggi dari sumber bersuhu lebih tinggi, berkat penggunaan bahan celah pita yang lebih tinggi dan beberapa sambungan. Dalam pengujian antara 1900 derajat Celcius dan 2400 derajat Celcius, sel TPV baru mempertahankan efisiensi sekitar 40 persen. Efisiensi rata-rata sel TPV awal adalah sekitar 20 persen, dan rekor sebelumnya untuk efisiensi tertinggi adalah 32 persen.

Hasil penelitian di atas baru-baru ini dipublikasikan dalam jurnal ilmiah terkenal "Nature".

Para peneliti menulis, "Efisiensi 40 persen TPV terkenal karena sekarang membuat TPV menjadi teknologi mesin panas yang dapat bersaing dengan turbin. Efisiensi 40 persen sudah lebih tinggi dari rata-rata efisiensi mesin panas berbasis turbin AS, tetapi Apa yang membuat TPV lebih menarik daripada turbin memiliki potensi untuk biaya yang lebih rendah, waktu respons yang lebih cepat, kemudahan perawatan, kemudahan integrasi dengan sumber panas eksternal, dan fleksibilitas bahan bakar."

Beroperasi dalam kisaran suhu "cocok untuk pembakaran gas alam atau hidrogen," teknologi mesin panas baru diyakini menjanjikan generasi berikutnya dari pembangkit listrik rendah emisi yang dapat beroperasi dengan biaya lebih rendah dari sumber pembakaran Mengekstraksi lebih banyak daya. Dalam kasus hidrogen hijau, tanaman seperti itu tidak dapat memancarkan karbon.

Asegun Henry, seorang profesor di Departemen Teknik Mesin MIT dan salah satu peneliti di proyek tersebut, mengatakan: "Sel fotovoltaik termal adalah langkah kritis terakhir dalam membuktikan bahwa baterai termal adalah konsep yang layak. Ini adalah jalan untuk mempromosikan energi terbarukan. dan mencapai jaringan nol-karbon, langkah yang sangat penting.