یک سیستم برش که انرژی خورشیدی را با فن آوری های پیشرفته آب شیرین کن و الکترولیز ادغام می کند ، به عنوان یک راه حل دو منظوره برای انرژی پایدار و تولید آب ظاهر شده است. این فرایند با استفاده از پانل های فتوولتائیک برای برداشت نور خورشید ، با مصرف آب دریا از طریق سیستم های تصفیه چند مرحله ای آغاز می شود. غشاهای اسمز معکوس یا ماژول های الکترودیالیز گونه های یونی و مواد جامد محلول را از بین می برد و آب تغذیه ای اولتراپور را برای الکترولیز پایین دست تولید می کند. این مرحله پیش درمانی برای جلوگیری از تخریب کاتالیزور و رسوب غشایی در پشته الکترولیزر بسیار مهم است.
آب تصفیه شده تحت الکترولیز غشای تبادل پروتون (PEM) قرار می گیرد ، جایی که برق تولید شده توسط خورشیدی مولکول های آب را به گاز هیدروژن با خلوص بالا و اکسیژن تقسیم می کند. سپس هیدروژن از طریق کمپرسورهای یونی چند مرحله ای فشرده می شود یا در مخازن هیدرید فلزی برای کاربردهای انرژی ذخیره می شود ، در حالی که می توان از فرآورده های اکسیژن در فرآیندهای اکسیداسیون صنعتی استفاده کرد. به طور همزمان ، آب آب نمک زدایی باقیمانده از طریق ضد عفونی اشعه ماوراء بنفش و مراحل متعادل سازی معدنی عبور می کند و آب قابل شرب را مطابق با استانداردهای نوشیدن به همراه دارد. جریانهای آب نمک غلیظ از طریق سیستم های بازیابی حلقه بسته به حداقل می رسند و به نگرانی های اکوسیستم دریایی می پردازند.
این معماری نسل هم افزایی استثنایی بین انرژی تجدید پذیر و بازیابی منابع را نشان می دهد. طراحی مدولار این سیستم مقیاس پذیری را برای جوامع ساحلی غیرمتمرکز ، کشتی های دریایی که نیاز به سنتز سوخت در داخل یا زیرساخت های اضطراری در مناطق ناشی از فاجعه دارند ، امکان پذیر می کند. الکترولیزرهای PEM همراه با میکروگریدهای خورشیدی اعتماد به قدرت فسیلی را از بین می برند و به تولید هیدروژن خنثی کربن دست می یابند. چالش های فنی در بهینه سازی طول عمر غشای در شرایط با ارزش بالا و بهبود بهره وری انرژی در بین رابط های فتوولتائیک-الکترولیزر ادامه دارد. پیشرفت های اخیر در سلولهای خورشیدی دوقطبی و غشاهای تبادل آنیون قلیایی نوید برای افزایش بهره وری کلی سیستم را نشان می دهد.
با افزایش علاقه جهانی به هیدروژن سبز ، این رویکرد یکپارچه یک مسیر مناسب برای مناطق ساحلی برای رفع امنیت انرژی و کمبود آب شیرین به طور همزمان ارائه می دهد. تکرارهای آینده ممکن است شامل مانیتور شوری محور AI و جمع کننده های هیبریدی فتوولتائیک-حرارتی برای تقویت ثبات عملیاتی باشد. با ادامه نوآوری ، تقسیم آب دریا با انرژی خورشیدی می تواند مدیریت منابع پایدار را در دوره اقتصاد هیدروژن تعریف کند.
