Waterstof is het meest voorkomende element in het universum. Maar hier op aarde is het vrij zeldzaam. Dat is jammer, want in onze opwarmende wereld is het een felbegeerde chemische stof vanwege zijn status als emissievrije brandstof. Als Duitse onderzoekers succesvol zijn, zal hun Synlight-project bijdragen aan het realiseren van hernieuwbare waterstofbrandstof.
Nagesynchroniseerd als de "kunstmatige zon", gebruikt de Synlight geconcentreerd licht om Thermochemical Water Splitting (TWS.) Van stroom te voorzien. Elk schoolkind weet dat je waterstof kunt produceren door elektrolyse - een elektrische stroom door water laten lopen. Maar dat kost enorm veel elektriciteit. TWS is misschien een betere manier om waterstof uit water te halen, maar het kost ook enorm veel energie, en daar gaat het Duitse onderzoek over.
Bij verbranding met pure zuurstof - bijvoorbeeld in een brandstofcel - is het enige afvalproduct van waterstof water. Er worden geen broeikasgassen of deeltjes geproduceerd. Maar als we het willen gebruiken om onze auto's, bussen, vrachtwagens en zelfs vliegtuigen aan te drijven, hebben we er enorme hoeveelheden van nodig. En we moeten het kosteneffectief produceren.
"Hernieuwbare energiebronnen zullen in de toekomst de steunpilaar van de wereldwijde stroomvoorziening zijn." - Karsten Lemmer DLR lid van de raad van bestuur
Het idee is om de door Concentrated Solar Power (CSP) opgewekte warmte te gebruiken om waterstof uit water te halen, waardoor er geen elektriciteit meer nodig is. CSP-systemen gebruiken spiegels of lenzen om een groot gebied van zonlicht in een klein gebied te concentreren. De warmte van die actie kan worden gebruikt om TWS van stroom te voorzien. Het Synlight-project in Duitsland toont de levensvatbaarheid van TWS aan door het effect van geconcentreerd zonlicht na te bootsen. Daarbij bouwen onderzoekers de zogenaamde 's werelds grootste kunstmatige zon op.
Duitse onderzoekers van het German Aerospace Center (DLR) in Julich bij Keulen bouwden de Synlight, een systeem van 149 krachtige lampen van het type dat wordt gebruikt in filmprojecties. Wanneer al deze lampen zijn ingeschakeld, produceert Synlight licht dat ongeveer 10.000 keer intenser is dan natuurlijk zonlicht op aarde. Wanneer alle lampen op één plek gericht zijn, genereert Synlight temperaturen tot 3000 Celsius. De uitdaging is nu om materialen en processen te ontwikkelen die in zo'n extreme temperatuur kunnen werken.
Het Synlight-systeem zelf gebruikt een enorme hoeveelheid elektrisch vermogen om te werken. Maar dat is vaak het geval bij experimentele faciliteiten. Het Synlight-project bootst het effect na van intense, continue zonne-energie, iets dat in Duitsland niet direct beschikbaar is. Door een testfaciliteit te bouwen die wordt aangedreven door elektriciteit, kunnen onderzoekers betrouwbaar experimenten uitvoeren zonder te worden vertraagd of beïnvloed door bewolkt weer.
“Brandstoffen, drijfgassen en brandstoffen die met zonne-energie zijn verkregen, bieden een enorm potentieel voor opslag op lange termijn en de productie van chemische grondstoffen en de vermindering van kooldioxide-emissies. Synlight zal ons onderzoek op dit gebied verbeteren. ” - Karsten Lemmer, directielid DLR
Zoals Johannes Remmel, de minister van Klimaatbescherming in Noordrijn-Westfalen, zei: "" We moeten de bestaande technologie op praktische manieren uitbreiden om de doelstellingen voor hernieuwbare energie te halen, maar de energietransitie zal haperen zonder investeringen in innovatief onderzoek, in de staat. of-the-art technologieën en in wereldwijde vuurtorenprojecten zoals Synlight. ”
Dit is niet de eerste poging van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum in geconcentreerde zonne-energie. Ze zijn betrokken bij een aantal projecten om geconcentreerde zonne-energie en splitsing van thermaal water te bevorderen. De DLR is partner in de Hydrosol II-pilot in Spanje. Het is een reactor voor de productie van thermochemische waterstof op zonne-energie die sinds 2008 in bedrijf is. Ze zijn ook betrokken bij de eerste commercieel geëxploiteerde zonnetorenfabriek, een 11 megawatt-systeem in Spanje, de PS10-zonnetoren.
