Kilowatt-scale solar hydrogen production system using a concentrated integrated photoelectrochemical device

制氢 工艺工程 光伏系统 太阳能 环境科学 生产(经济) 材料科学 分解水 电解 纳米技术 工程物理 电气工程 光催化 工程类 化学 催化作用 生物化学 有机化学 经济 宏观经济学 电极 物理化学 电解质
作者
Isaac Holmes‐Gentle,Saurabh Tembhurne,Clemens Suter,Sophia Haussener
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:8 (6): 586-596 被引量:65
标识
DOI:10.1038/s41560-023-01247-2
摘要

Abstract The production of synthetic fuels and chemicals from solar energy and abundant reagents offers a promising pathway to a sustainable fuel economy and chemical industry. For the production of hydrogen, photoelectrochemical or integrated photovoltaic and electrolysis devices have demonstrated outstanding performance at the lab scale, but there remains a lack of larger-scale on-sun demonstrations (>100 W). Here we present the successful scaling of a thermally integrated photoelectrochemical device—utilizing concentrated solar irradiation—to a kW-scale pilot plant capable of co-generation of hydrogen and heat. A solar-to-hydrogen device-level efficiency of greater than 20% at an H 2 production rate of >2.0 kW (>0.8 g min −1 ) is achieved. A validated model-based optimization highlights the dominant energetic losses and predicts straightforward strategies to improve the system-level efficiency of >5.5% towards the device-level efficiency. We identify solutions to the key technological challenges, control and operation strategies and discuss the future outlook of this emerging technology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
MJMO完成签到,获得积分10
1秒前
梅赛德斯奔驰完成签到,获得积分10
1秒前
笑点低的毛衣完成签到 ,获得积分10
3秒前
夕荀完成签到,获得积分10
3秒前
bias完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Lemon完成签到 ,获得积分10
6秒前
好好休息完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
eric完成签到 ,获得积分10
7秒前
gxpjzbg完成签到,获得积分10
8秒前
JOJO完成签到,获得积分10
9秒前
Polymer72应助Wu采纳,获得10
10秒前
上官若男应助小知了采纳,获得10
11秒前
gjx完成签到 ,获得积分10
11秒前
韭菜发布了新的文献求助10
12秒前
我是老大应助ranj采纳,获得10
13秒前
清风悠笛完成签到,获得积分10
17秒前
15136780701完成签到 ,获得积分10
20秒前
劲秉应助韭菜采纳,获得10
22秒前
烟花应助韭菜采纳,获得10
22秒前
几几完成签到,获得积分10
22秒前
lwtsy完成签到,获得积分10
26秒前
chhzz完成签到 ,获得积分10
29秒前
yjy完成签到 ,获得积分10
31秒前
祭途完成签到,获得积分10
31秒前
年月日完成签到,获得积分10
31秒前
小知了完成签到,获得积分10
32秒前
儒雅的焦完成签到,获得积分10
33秒前
Joker完成签到,获得积分0
33秒前
薛访梦完成签到,获得积分10
33秒前
山橘月发布了新的文献求助10
35秒前
bzc229完成签到,获得积分10
35秒前
37秒前
悠游书浪完成签到,获得积分10
37秒前
彘shen完成签到 ,获得积分10
38秒前
41秒前
Ling完成签到,获得积分10
42秒前
glanceofwind完成签到 ,获得积分10
44秒前
hxpxp发布了新的文献求助10
46秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1500
Les Mantodea de Guyane 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 950
Field Guide to Insects of South Africa 660
Foucault's Technologies Another Way of Cutting Reality 500
Product Class 33: N-Arylhydroxylamines 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3388631
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3000838
关于积分的说明 8793982
捐赠科研通 2687109
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1472001
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 680683
邀请新用户注册赠送积分活动 673326