Následující řešení výroby elektrické energie zjednodušuje proces energetické přeměny oproti předchozímu cyklu, uvedeném v kapitole 2). Oba reagenty nejen vstupují jako plynné, ale i po celou dobu průběhu cyklické reakce jsou v plynném, nebo v kapalném stavu, což usnadňuje manipulaci. Dvě následující chemické rovnice jsou stručným vysvětlením principu funkce termochemické sluneční elektrárny.

   1)    CH₄ + H₂O ® CO + 3 H₂        (900°C)     DHf° = +206,1 kJ mol^–1
   2)    CO + 3 H₂ ® CH₄ + H₂O          (25°C)     DGf° = –143,1 kJ mol^–1

   Chemická reakce č. 1. probíhá v reaktoru vyhřívaném slunečním teplem a je katalyzována.
   Chemická reakce č. 2. probíhá v palivovém článku, který nám poskytuje elektrickou energii.

   Velkou a hlavní nevýhodou je nízké napětí článku vodík-oxid uhelnatý (0,25V) oproti napětí z článku kyslíko-vodíkového (1,2V) a pro zíkání stejné energie pak musí být větší počet článků (skoro 5krát víc!); nutno použít více drahé platiny a zařízení se tak prodraží.

   Návrh řešení sluneční elektrárny pracující na principu termochemické cyklické reakce:

   Koncentrace slunečního záření by byla provedena například podobně jako v případě slunečních tepelných elektráren - tzv. slunečních farem -, kde je užito parabolických kolektorů ve tvaru žlabů orientovaných ve směru sever-jih. Sluneční paprsky jsou zde soustřeďovány na trubici procházející ohniskem kolektoru, ve které se ohřívá médium (kapalné kovy (sodík, sodík-draslík, lithium), či hydroxid sodný) na 850 - 900°C, a toto horké médium je přes zásobník - akumulátor tepla, vedeno k vyhřívání trubkového reaktoru, ve kterém je umístěn katalyzátor (nikl, či aktivovaný oxid hlinitý) a do kterého vstupuje směs methanu (CH₄) a vodní páry, mající teplotu cca 950 - 1000°C. Reaktor s katalyzátorem též může být přímo v ohnisku slunečních paprsků parabolických kolektorů. Reakce 1) je silně endotermická (spotřebovává teplo) a tudíž bez ohřevu by teplota brzy klesla pod kritických 850°C, pod kterou již reakce 1) neběží. Obsah nezreagovaného metanu v odcházejícím plynu může dosahovat maximálně několik desetin procenta. Vzniká směs oxidu uhelnatého (CO) a vodíku (H₂), která se ochladí (tohoto tepla lze využít k pohonu parní turbíny a následně elektrického proudu) a plyny oddělí, například rozpuštěním oxidu uhelnatého nebo jeho zkapalněním, anebo se směs plynů rozdělí v palladiovém separátoru, přičemž se vodík ze separátoru odčerpává dalším čerpadlem a vhání se zvlášť, oddělený od oxidu uhlenatého, do palivového článku, kde jejich vzájemnou reakcí 2) vzniká opět voda, methan a samozřejmě elektrická energie, tyto produkty se ohřejí a cyklus pokračuje, jak je již uvedeno.

   Nejvhodnější lokality na Zemi pro stavbu takové elektrárny jsou pochopitelně ty, jejichž roční sluneční svit je co největší, zejména tedy oblasti pouště (pouště Severní a jižní Afriky a oblast Somálska), Saudská Arábie, Austrálie a v Americe oblasti Mexika a Peru, ale i Indie, Brazílie...)

   Domnívám se, že v ČR (Roční sluneční svit na 1m² 1100 - 1200 kWh) by stavba takové elektrárny nebyla nejvýhodnější. Při odhadované účinnosti 50% by z 1m² plochy vyrobila průměrně 600 kWh ročně, tedy průměrně 1,64 kWh denně; zatím co v oblastech pouští Afriky (Roční sluneční svit na 1m² 2200 - 2500 kWh) tedy výtěžek přibližně dvojnásobný.

   Velkou výhodu tohoto řešení spatřuji také v tom, že v případě nedostatku slunečního svitu a potřeby elektrické energie, lze místo slunce použít jiný tepelný zdroj, například spalování uhlí, zemního plynu a podobně. Jako zdroj tepla by sice místo Slunce mohlo být případně použito i jaderné teplo; Sluneční energii bych však upřednostňoval před stavbou nových vysokoteplotních (rychlých množivých) jaderných elektráren, které jsou nejen mnohem dražší, ale i vždy potenciálním nebezpečím. Přece jen si neumím představit čistší zdroj energie, než Sluneční paprsky.

   Získaná, vyrobená elektrická energie, by mohla být nejen přímo spotřebována, ale použita i pro výrobu vodíku elektrolýzou horké páry (účinnější metoda, než elektrolýza vody) a získaný vodík by mohl být použit pro pohon automobilů, letadel, ohřev - vytápění, v průmyslu atp.

   Co se skladování energie týče, spíše by měl být výzkum zaměřen na skladování elektrické energie v nevelkých supravodivých akumulátorech, schopných pojmout do jednoho závitu chlazené supravodivé cívky až 5000 MWh. Pokusy s modelem tohoto akumulátoru v Los Alamos (USA), potvrdily, že ztráty při této akumulaci nebudou větší než 1%.


      Kontakt na autora: zavadilik.p(a)seznam.cz

   Palivový článek zde pracuje tak, že vodík v podobě H⁺ iontů prochází z jednoho prostoru tuhým elektrolytem a zároveň separátorem (aby neprošel plynný vodík) a tyto H⁺ ionty přijímají z elektrody (anody) čímž vzniká vodík, který reaguje s oxidem uhelnatým za vzniku methanu a vodní páry. Druhým pólem je elektroda (katoda) v prostoru s vodíkem, na druhé straně tuhého elektrolytu, kde jsou elektrony "odčerpávány" z vodíku a vytváří H⁺ ionty, které jsou propustné tuhým elektrolytem; podle rovnice: 3 H₂ – 6 e^– ® 6 H⁺

Reakce na anodě: 6 H⁺ + CO + 6 e^– ® CH₄ + H₂O