当海德堡大学的环境物理学家基拉·雷菲尔德(Kira Rehfeld)访问南极进行研究时，她被那里的强光所震撼。“夏天总是很亮。这种太阳辐射实际上可以用来为研究基础设施提供能量，”她观察到。然而，迄今为止，这些偏远地区的发电机、发动机和加热器大多由船舶运送的化石燃料提供动力，例如石油或汽油，这会导致全球变暖。除了相关的高昂经济成本外，即使是最小的泄漏造成的污染也是威胁到特别敏感的生态系统的主要问题。
然而，化石燃料可以被氢取代，氢是一种多功能的能源介质，此外还能够在低温下非常好地储存。“因此，我们的想法是使用太阳能模块在南极夏季通过电解将水分解成氢气和氧气，在现场生产气候中性氢气，”梅说，当时是 Helmholtz-Zentrum 柏林太阳能燃料研究所的博士后。Rehfeld 和 May 向大众汽车基金会申请了资金，以研究即使在零度以下的温度下是否也可以利用阳光产生氢气，以及哪种方法最适合这种情况。低温会显着降低电解效率，但低温实际上会提高大多数太阳能模块的效率。
May 和他的 HZB 同事 Moritz Kölbach 现在凭经验比较了两种不同的方法：一种是将光伏模块与电解槽进行热和物理分离的传统设置，另一种是将光伏模块紧密靠近的新型热耦合设置。与电解槽壁接触，促进热扩散。为了模拟南极条件，科尔巴赫获得了一个冰柜，在门上开了一个洞，安装了一个石英窗，并用模拟的阳光照亮了柜子的内部。他用 30% 的硫酸(也称为电池酸)填充电解容器，该硫酸的冰点在 -35 摄氏度左右，并且导电性能良好。
Kölbach 然后设置了实验单元，并进行了一系列测量。在运行过程中，很明显带有热耦合 PV 模块的电池产生了相对更多的氢气，因为受照射的 PV 模块将其废热直接传递给电解槽。“我们甚至能够通过为电解槽增加额外的隔热材料来提高效率。因此，在光照期间，电解液温度从 -20 摄氏度攀升至 +13.5 摄氏度，”科尔巴赫说。
这项研究的结果证实，热耦合系统比热解耦系统具有更高的潜在效率。然而，这些优势能否在经济上得到利用还有待观察。“因此，在下一阶段，我们希望在现实条件下测试原型。这肯定会令人兴奋，我们目前正在为此寻找合作伙伴，”梅说。
本地产生的太阳能氢可能是替代化石燃料和消除相关的环境污染危险和 CO2排放的一种选择，不仅在南极，而且在世界上其他极冷和人口稀少的地区也是如此。这可能包括高阿尔卑斯山、加拿大和阿拉斯加、安第斯山脉以及喜马拉雅山等其他山区。
“也许太阳能产生的氢气最初在世界上这些偏远地区在经济上是可行的，”梅说，回忆起光伏技术的胜利进步，光伏技术在大约 60 年前首次开始为太空卫星供电。
