Puhdasta vetyä suoraan auringonvalosta ja vedestä
Tulevaisuudessa aurinkovetyfarmit mahdollistavat puhtaan vedyn tuotannon suoraan auringonvalon ja veden avulla aina auringon paistaessa. Jokaisessa paneelissa reaktio muuttuu näkyväksi tuhansien vetykuplien kulkiessa paneelin sisällä — yksinkertainen ja luonnollinen merkki valon avulla syntyvästä polttoaineesta.
Syntyneet vetykuplat kerätään systeemin sisällä ja kaasu varastoidaan paikan päällä. Tämä mahdollistaa puhtaan polttoaineen tuottamisen paikallisesti niin teollisuudessa, yhteisöissä, tankkausasemilla kuin syrjäseuduillakin, ilman tarvetta nojata keskitettyyn infrastruktuuriin tai pitkän matkan kuljetuksiin.
Järjestelmä skaalautuu luonnollisesti: paneeleita lisäämällä tuotetaan enemmän polttoainetta. Kokonaisista pelloista, rakennusten katoista ja teollisuusalueista pystyttäisiin luomaan hajautettuja vetyfarmeja.
Tämä on tulevaisuuden tuotevisiomme — helposti lähestyttävä ja modulaarinen puhtaiden polttoaineiden tuotanto laajalle käyttäjäkunnalle. Tavoitteemme on tehdä vedyn tuotannosta yhtä tuttua ja kattavaa kuin aurinkosähkö on tänä päivänä, mahdollistaen yhteiskunnille uuden tavan tuottaa energiaa suoraan auringosta.
Kalvo on teknologiamme ydin
Siksi kehitämme laboratoriossa jatkuvasti sen suorituskykyä: tehokkuutta, käyttöikää ja vakautta.
Valokatalyytit ovat puolijohteita siinä missä muutkin puolijohteet, mutta sähkön johtamisen sijaan ne reagoivat auringonvaloon. Nämä partikkelit mahdollistavat aurinkoenergian muuntamisen suoraan vetykaasuksi. Suora muunnos auringonvalosta polttoaineeksi mahdollistaa paneeliemme toiminnan ilman ulkoista sähköä, mikä tekee järjestelmästä alun alkaen elektrolyysiin perustuvaa vedyntuotantoa yksinkertaisemman.
Kalvomme on suunniteltu niin, että prosessi tapahtuu tehokkaasti näkyvän valon avulla, eikä pelkästään ultraviolettivalossa, kuten aikaisissa 1970-luvun valokatalyysitutkimuksissa. Mahdollistamme käytännöllisen, skaalautuvan ja sähköttömän vedyn tuotannon kehittämällä auringon säteilyn spektriin reagoivia materiaaleja, ja sisällyttämällä niitä kalvon vankkaan arkkitehtuuriin.
Molekyylitasolla
Teknologiamme perustuu veden valokatalyyttiseen hajottamiseen — se on käsitteellisesti yksi yksinkertaisimmista tavoista tuottaa puhdasta vetyä, mutta menetelmä on teknisesti vaativa. Periaatetta kutsutaan usein keinotekoiseksi fotosynteesiksi, sillä kasvien tavoin materiaalimme hyödyntävät auringonvaloa kemiallisen reaktion aikaansaamiseksi. Meidän tapauksessamme reaktio on veden hajottaminen vedyksi ja hapeksi alla kuvaillun prosessin lailla.
- Valon absorptio
Valokatalyytit absorboivat näkyvää auringonvaloa. Energia virittää materiaalissa olevat elektronit muodostaen elektroniaukkopareja. - Varausten erottaminen
Elektronit ja aukot siirtyvät materiaalin eri osiin. Erottaminen on tärkeää, sillä se estää varausten tasoittumisen ja mahdollistaa kemiallisen prosessin. - Veden hajoamisreaktiot
Erottamisen jälkeen varaukset käynnistävät kaksi puolireaktiota veden hajottamiseksi:
– Vedynkehitysreaktio (engl. Hydrogen Evolution Reaction, HER): elektronit pelkistävät vettä muodostaen vetykaasua (H₂).
– Hapenkehitysreaktio (engl. Oxygen Evolution Reaction, OER): aukot hapettavat veden vapauttaen happea (O₂).
Yhdessä nämä reaktiot muuntavat auringonvalon ja veden suoraan vetypolttoaineeksi.