Niigata-u：太陽光-水素変換効率13.9％
L’efficacité de la conversion sol-hydro 13,9%
Sol-hydro-Umwandlungswirkungsgrad 13,9%
Sol-hydro conversion efficiency 13.9%
太陽能-氫氣轉換效率為13.9%
ー太陽光水分解によるグリーン水素製造システムー
新潟大学
産業技術総合研究所2022年7月1日、
共同研究グループが、
「太陽電池と高効率水電解セル」を使用し、
「太陽光水分解によるグリーン水素製造システム」を開発した。
太陽光-水素変換効率は13.9％。
「1か月間、安定して水素を製造できること」を実証した。
太陽光水分解
グリーン水素製造システム太陽光由来の電力を用いた水電解によるグリーン水素製造。
太陽光-水素変換効率（STH）が重要となる。
太陽光-水素変換効率（STH）の算出：
STH（%）は、
太陽電池の太陽光-電気変換効率（STE）
×水電解セルの電気-水素変換効率（ETH）
×太陽電池と水電解セルの最大出力比（MF）×100の計算式で算出される。
STHの向上には「STE、ETH、MFそれぞれの最適化が求められる」
今回の研究：
鉄、ニッケルおよびタングステンを含む混合金属酸化物（FeNiWOx）が、
「高活性で安定な酸素発生触媒として機能すること」が判明した。
研究グループ：
水電解セルと2接合型GaAs太陽電池を使用
疑似太陽光（1 sun）照射下で、太陽光水分解を行った。
太陽光水分解の結果
世界最高水準のSTH「1か月間にわたってSTHが13.9％（STHは6.1〜16％）」で、
「水から水素を安定して製造できること」を証明した。
新潟大学の発表によると、「世界最高水準のSTHだとのこと」
「ETHが85％、MFが99％とそれぞれ高いこと」が、STHの向上に寄与している。
今後、水電解セルおよび太陽電池をさらに改良し、25％を超えるSTHを目指す。
– fabcross for エンジニア
https://engineer.fabcross.jp/archeive/220706_niigata_u.html
Université de Niigata : L’efficacité de la conversion solaire-hydrogène est de 13,9 % !
-Système de production d’hydrogène vert par décomposition solaire de l’eau-
Université Niigata
Institut national des sciences et technologies industrielles avancées
1 juillet 2022,
Le groupe de recherche mixte
Utilisant “une cellule solaire et une cellule d’électrolyse de l’eau à haut rendement”,
Développement d’un “Système de production d’hydrogène vert par décomposition solaire de l’eau”.
Le rendement de conversion solaire-hydrogène est de 13,9 %.
Il a démontré que “l’hydrogène peut être produit de manière stable pendant un mois”.
Décomposition solaire de l’eau
Système de production d’hydrogène vert
Production d’hydrogène vert par électrolyse de l’eau à partir d’électricité issue de la lumière solaire.
L’efficacité de conversion lumière solaire-hydrogène (STH) est importante.
Calcul du rendement de conversion solaire-hydrogène (STH) :
STH (%) est
Efficacité de conversion solaire-électrique (STE) des cellules solaires
× Efficacité de conversion électricité-hydrogène (ETH) de la cellule d’électrolyse de l’eau
× Rapport de sortie maximal de la cellule solaire et de la cellule d’électrolyse de l’eau (MF)
Il est calculé par la formule de × 100.
Pour améliorer STH, “l’optimisation de STE, ETH et MF est nécessaire”.
Cette étude:
Un oxyde métallique mixte (FeNiWOx) contenant du fer, du nickel et du tungstène,
Il a été constaté qu ‘”il fonctionne comme un catalyseur de dégagement d’oxygène hautement actif et stable”.
Groupe de recherche:
Utilise une cellule d’électrolyse de l’eau et une cellule solaire GaAs à 2 jonctions
La décomposition solaire de l’eau a été réalisée sous irradiation pseudo-solaire (1 soleil).
Résultats de la décomposition solaire de l’eau
STH au plus haut niveau mondial
“STH est de 13,9 % (STH est de 6,1 à 16 %) pendant un mois”,
Il a prouvé que “l’hydrogène peut être produit de manière stable à partir de l’eau”.
Selon l’annonce de l’Université de Niigata, “c’est le plus haut niveau STH au monde”.
“ETH est de 85% et MF est de 99%, respectivement”, ce qui contribue à l’amélioration de STH.
À l’avenir, nous améliorerons encore la cellule d’électrolyse de l’eau et la cellule solaire, visant un STH supérieur à 25 %.
–fabcross pour ingénieur
Universität Niigata: Solar-Wasserstoff-Umwandlungswirkungsgrad beträgt 13,9 %!
-Grünes Wasserstofferzeugungssystem durch solare Wasserzersetzung-
Niigata-Universität
Nationales Institut für fortgeschrittene industrielle Wissenschaft und Technologie
1. Juli 2022,
Die gemeinsame Forschungsgruppe
Mit “Solarzelle und hocheffizienter Wasserelektrolysezelle”,
Entwicklung eines „Grünen Wasserstofferzeugungssystems durch solare Wasserzersetzung“.
Die Umwandlungseffizienz von Solar-Wasserstoff beträgt 13,9 %.
Es zeigte, dass “Wasserstoff einen Monat lang stabil produziert werden kann”.
Solare Wasserzersetzung
Produktionssystem für grünen Wasserstoff
Produktion von grünem Wasserstoff durch Wasserelektrolyse unter Verwendung von Strom aus Sonnenlicht.
Sonnenlicht-Wasserstoff-Umwandlungseffizienz (STH) ist wichtig.
Berechnung des Solar-Wasserstoff-Umwandlungswirkungsgrads (STH):
STH (%) ist
Solarelektrischer Umwandlungswirkungsgrad (STE) von Solarzellen
× Strom-Wasserstoff-Umwandlungseffizienz (ETH) der Wasserelektrolysezelle
× Maximales Leistungsverhältnis von Solarzelle und Wasserelektrolysezelle (MF)
Er wird nach der Formel × 100 berechnet.
Um STH zu verbessern, „ist eine Optimierung von STE, ETH und MF erforderlich“.
Diese Studie:
Ein Mischmetalloxid (FeNiWOx), das Eisen, Nickel und Wolfram enthält,
Es wurde festgestellt, dass “es als hochaktiver und stabiler Katalysator für die Sauerstoffentwicklung fungiert”.
Forschungsgruppe:
Verwendet eine Wasserelektrolysezelle und eine GaAs-Solarzelle mit 2 Übergängen
Die solare Wasserzersetzung wurde unter Bestrahlung mit Pseudo-Sonnenlicht (1 Sonne) durchgeführt.
Ergebnisse der solaren Wasserzersetzung
Weltweit höchste STH
„STH ist 13,9 % (STH ist 6,1 bis 16 %) für einen Monat“,
Es bewies, dass “Wasserstoff stabil aus Wasser hergestellt werden kann”.
Laut der Ankündigung der Niigata University “ist es das höchste STH-Niveau der Welt.”
„ETH beträgt 85 % und MF 99 %“, was zur Verbesserung von STH beiträgt.
In Zukunft werden wir die Wasserelektrolysezelle und die Solarzelle weiter verbessern, um eine STH von über 25 % anzustreben.
–fabcross für Ingenieur
Green Hydrogen Production through Solar Water Splitting: World’s Highest Level of Solar-to-Hydrogen Efficiency (13.9%) Achieved | News | NIIGATA UNIVERSITY
https://www.niigata-u.ac.jp/en/news/11753/
Perfect Matching Factor between a Customized Double-Junction GaAs Photovoltaic Device and an Electrolyzer for Efficient Solar Water Splitting
ACS Applied Energy Materials
Abstract
A photovoltaic (PV) device of double-junction GaAs/GaAs
was customized to match up with the current density–voltage property of an efficient electrolyzer with a FeNiWOx/nickel foam (NF) anode and a Pt/NF cathode.
The customization of the PV device resulted in
a perfect matching factor (MF = 99%) in performances between the PV device and the electrolyzer for solar water splitting in a PV-electrolyzer (PVE) system.
Efficient and stable (one-month) solar water splitting with a high solar-to-hydrogen efficiency (STH) of 13.9%
was demonstrated under 1 sun irradiation conditions.
The STH value
is comparable with the top values (14.2–16%) in the state-of-art PVE systems.The high STH
is based on an obvious progeny of the highest electricity-to-hydrogen efficiency (ETH = 85%)for the electrolyzers among the PVE systems with the non-precious metal-based anode in the electrolyzer and the perfect MF value (99%).
This demonstrates
that the perfect matching between the PV devices and the electrolyzers,as well as the development of the efficient electrolyzer successfully contribute to substantial improvement of STH and stability.