Ученые Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) создали недорогую солнечно-водородную энергетическую систему, в которой электричество вырабатывается а счет солнечных батарей, а хранение обеспечивается преобразованием ее водород с помощью электролиза воды. Отчет об исследовании опубликован в Journal of Electrochemical Society, популярно о нем рассказывают на сайте EPFL и интернет-издание N+1.

Солнечно-водородные энергетические системы представляют собой комбинацию солнечных батарей, которые вырабатывают электричество, и емкости с водой. Электричество, вырабатываемое батареями, используется для электролиза воды. Полученный в результате водород отделяется от кислорода мембраной, и затем может использоваться как топливо, например, для освещения в ночное время. Но эти системы не получают широкого распространения из-за высокой цены: для создания надежного фильтра используются редкоземельные металлы.

Швейцарские ученые смогли значительно удешевить процесс. Они создали систему, в которой для выработки электрического тока использовали солнечные панели, состоящие из слоев из кристаллического кремния и аморфного кремния. Такая структура солнечной панели дает возможность генерировать ток более высокого напряжения (в частности, исследователи для получения нужного напряжения смогли использовать только три панели вместо четырех панелей обычной однослойной структуры).

Вторая особенность швейцарской системы заключается в том, что система  электролиза создана без использования дорогих редкоземельных металлов. Ученые создали систему разделения из двух никелевых электродов, между которыми они поместили полимерную мембрану Nafion. Такая мембрана обеспечивает высокую ионную проводимость, но при этом не дает молекулярному водороду или кислороду проникать в её катодные и анодные области.

Исследователи собрали прототип, который уже показал высокую эффективность работы: по словам авторов, он способен преобразовывать солнечную энергию в водород с эффективностью 14,2% и может работать в течение более 100 часов подряд в условиях испытаний. В дальнейшем ученые планируют доработать устройство, чтобы повысить его эффективность до 16%.