Kako naučnici nastoje da povećaju efikasnost solarnih panela, izazov čuvanja generisane energije jeftino i na ekološki odgovoran način mora biti ispunjen. U tom cilju, istraživači sa švajcarskog fakulteta École polytechnique fédérale de Lausann (EPFL) su razvili jeftini uređaj koji transformiše svetlosnu energiju u vodinik, za skladištenje i kasnije korišćenje. Novi prototip koristi sunce, vodu i okside metala, uključujući oksid gvožđa - iliti rđu.
Pretvaranje solarne energije u vodonik je bio cilj naučnika sa EPFL-a duže vreme. Istraživač Mikael Gretcel (Michaël Grätzel) je prethodno izmislio fotoelektrohemijsku (PEC - photoelectrochemical) tandem solarnu ćeliju, koja takođe koristi poluprovodnik na bazi oksida gvožđa, zajedno sa termo osetljivom solarnom ćelijom, kako bi proizvodila vodonik direktno od vode.
Međutim, iako je Gretcelov pristup ima smisla, on je isto tako preterano skup. Samim tim, ovo novo istraživanje, predvođeno Kevinom Sivulom (Kevin Sivula), je bilo fokusirano samo na izgradnju prototipa od pristupačnih materijala i tehnika.
"Najskuplji materijal na našem uređaju jeste staklena ploča", objašnjava Sivula. "Efikasnost je i dalje niska - između 1,4 odsto i 3,6 odsto, u zavisnosti od prototipa koji se koristi. Ali tehnologija ima veliki potencijal. Sa našim jeftinijim konceptom zasnovanim na oksidu gvožđa, nadamo se da ćemo biti u stanju da postignemo efikasnost od deset odsto u narednih nekoliko godina, za manje od 80 američkih dolara po kvadratnom metru. Sa tom cenom mi ćemo biti konkurenti sa tradiconalnim metodama proizvodnje hidrogena."
Trenutni EPFL prototip je potpuno samodovoljan i koristi elektrone koji su stimulisani svetlošću kako bi razbio molekule vode, formirajući nastale komada u kisonik i vodonik. Ovo se postiže sa dualnim sistemom koji radi u tandemu: poluprovodnik na bazi oksida obavlja reakciju evolucije kiseonika, dok ćelija oslobađa važni vodonik.
Kao što je već pomenuto, poluprovodnik realizovan u okviru novog EPFL istraživanja omogućava korišćenje oksida gvožđa. Međutim, ovaj oksid gvožđa je malo složeniji od rđe koja je pošast za svaki metal, pošto je tretiran sa nanometarskim slojem aluminijum oksida i kobalt oksida - od kojih se oba lako nanose, ali povećavaju elektrohemijsko svojstvo rđe značajno.
U ovoj ranoj fazi razvoja, performansa uređaja na bazi rđe je još uvek relativno neefikasna, što ga čini nepraktičnim za široku primenu. S time u vidu, Sivula predviđa da će tehnologija na kraju biti u stanju da postigne efikasnost od 16 odsto, ostajući pristupačna.
Trenutni prototip i samo istraživanje je opisano u članku objavljenom u časopsu Nature Photonics.
