Fotonaponski uređaji imaju cilj da zadovolje više od 40% potreba za električnom energijom u Švajcarskoj do 2050. Međutim, izazov je u tome što solarna energija nije konstantno dostupna tokom cele godine. Švajcarska, prema svojoj Energetskoj strategiji, planira da nadoknadi nedostatak električne energije tokom zime kombinacijom uvoza, energije vetra, hidroenergije, alpskih solarnih elektrana i elektrana na gas.
Jedan od predloženih načina za smanjenje potrebe za uvozom i elektranama na gas tokom zime je proizvodnja vodonika iz solarne energije tokom letnjih meseci. Ovaj vodonik bi se zatim mogao koristiti zimi za proizvodnju električne energije. Međutim, vodonik kao energent nosi sa sobom određene izazove jer je zapaljiv, isparljiv i može učiniti materijale krhkim.
Naučnici sa ETH Ciriha, predvođeni profesorom Vendelinom Starkom, razvili su novu tehnologiju za skladištenje vodonika tokom sezona koja je bezbednija i jeftinija od trenutnih rešenja. Ova tehnologija se oslanja na korišćenje gvožđa, četvrtog najrasprostranjenijeg elementa na Zemlji.
Proces skladištenja vodonika koristi se parnim gvožđem, poznatim još od 19. veka. Višak solarne energije se koristi za cepanje vode radi proizvodnje vodonika koji se zatim dovodi u reaktor sa gvozdenom rudom. Ovde vodonik izvlači kiseonik iz rude, što rezultira elementarnim gvožđem i vodom.
Kada je potrebno ponovno iskoristiti energiju tokom zime, proces se obrće. Vruća para se ubacuje u reaktor kako bi se gvožđe i voda ponovo pretvorili u gvožđe oksid i vodonik. Ovaj vodonik se može dalje koristiti za proizvodnju električne energije ili toplote. Za minimizaciju potrebne energije tokom ovog procesa, para se stvara korišćenjem otpadne toplote.
Jedna od prednosti ove tehnologije je u tome što se sirovina, poput rude gvožđa, lako nabavlja u velikim količinama i ne zahteva dodatnu obradu pre upotrebe. Reaktor u kome se odvijaju reakcije ne zahteva specijalne bezbednosne mere i može se koristiti za više ciklusa skladištenja bez zamene sadržaja.
Istraživači su testirali tehničku izvodljivost ove tehnologije koristeći pilot postrojenje na kampusu Honggerberg. Plan je da se do 2026. proširi kapacitet sistema kako bi se kampus mogao osloniti na sopstvenu solarnu energiju tokom zimskih meseci.
Da bi se ova tehnologija iskoristila na nacionalnom nivou, potrebno je veliko ulaganje u infrastrukturu. Istraživači su izračunali da bi obezbeđivanje Švajcarske sa oko 10 teravat sati električne energije iz ovakvih sistema za skladištenje zahtevalo značajne količine gvožđe rude.
S obzirom na ambiciozne planove Švajcarske za budućnost, ova tehnologija skladištenja vodonika može igrati ključnu ulogu u osiguravanju energetske nezavisnosti i održivosti zemlje.
