Efektivní způsob, jak využít nadbytečnou energii vyrobenou větrnými či slunečními elektrárnami při produkčních špičkách, vyvinuli vědci společnosti Siemens. Výstupní výkon slunečních a větrných elektráren je jen těžce regulovatelný a rozfouká-li se nečekaně vítr či vysvitne slunce, mohou začít produkovat více elektřiny, než dokáže síť v danou chvíli pojmout.
Zatímco dnes patří tyto výkyvy k hlavním nedostatkům větrných a slunečních elektráren, v budoucnu by se mohla tato nevýhoda stát jejich předností. Nadbytečná elektřina by totiž mohla být využívána k elektrolytické výrobě vodíku.
Princip výroby vodíku pomocí elektrolýzy spočívá v rozkladu molekul vody působením elektrického proudu ve vodném roztoku vhodné soli, kyseliny či zásady. Proud je do vody přiveden pomocí dvou elektrod s různým napětím, na kterých se vylučují vzniklé prvky – na kladné elektrodě kyslík, resp. jeho sloučeniny, na záporné elektrodě vodík. Aby však bylo možné využít tento proces pro stabilizování rozvodné sítě, je nutné, aby elektrolýza začala probíhat co nejrychleji od vzniku přepětí. Konstruktéři proto umístili mezi elektrody tzv. protonově výměnnou membránu (PEM), která je propustná výhradně pro protony, tedy ionty vodíku.
Start elektrolýzy v řádech milisekund
Po rozpadu vody u kladné elektrody je kladně nabitý vodíkový iont odveden skrz membránu k záporné elektrodě, kde vznikají dvouatomové molekuly plynného vodíku. Takto vzniklý plyn je pak dále odváděn do zásobníků. Jedna z hlavních výhod membrány typu PEM spočívá v její schopnosti vést relativně velké množství elektrického proudu na jednotku plochy. Elektrolýza tak může být nastartována během pouhých několika milisekund od zaznamenání zvýšené produkce elektřiny.
V praxi by se zařízení pro rychlou elektrolýzu s membránou typu PEM měla objevit nejdříve u čerpacích stanic pro vozidla s palivovým článkem, využívající k pohonu právě vodík. Výkonnější verze pro sluneční a větrné elektrárny by pak měla následovat v horizontu několika let.
